Проект Екатерины Сбитяковой «По следам аполлонов», предполагает повторную разведку мест посадок американских пилотируемых лунных миссий, сделанных по программе Аполлон. С целью визуального осмотра мест посадок и изучению оставшихся в грунте следов.
Как известно, в СМИ периодически появляются сообщения о фальсификации программы Аполлон, или ее отдельных эпизодов. Споры между сторонниками официально принятой версии и теории «Лунного заговора», время от времени то утихают, то разгораются с новой силой. По мере того, как независимые аналитики находят в кадрах отснятых экспедициями Аполлон, все новые и новые поводы для обвинений в фальсификациях.
Но установить истину со стопроцентной достоверностью по архивным съемкам сейчас довольно сомнительно, из-за того, что многие кадры не отличались высоким качеством, и вообще аппаратура того времени значительно уступала современной.
Все могла бы расставить на свои места новая серия полетов на луну, которая дала бы свежие фто и видео материалы. Но делать новые серии пилотируемых полетов на луну, сравнимые по масштабности с программой «Аполлон», в ближайшее время никто не планирует, не одна государственная организация. А для частников, летать на луну с целью воспроизвести посадку аполлона, было бы слишком затратно.
Воспроизведение полетов аполлонов, в прежнем машстабе сейчас практически невозможно да и в общем бессмысленно. Но информацию о деталях лунных экспедиций могут дать следы, оставленные астронавтами в лунном грунте. На луне нет атмосферы, и лунный грунт обладает довольно специфическими свойствами, он очень рыхлый и вязкий, любые следы, оставленные в лунном «Реголите», имеют почти фотографическую точность, схожую с гипсовыми слепками. Так как на луне нет воздуха, следы астронавтов сорокалетней давности остались совершенно свежими, и по ним можно получить исчерпывающую информацию о деталях американских высадок на луну.
Пройдя по следам посадок аполлонов, можно уверенно восстановить картину происходившего, во время высадок астронавтов, что позволит окончательно внести ясность в тему о фальсификациях во время реализации этой программы.
Кроме того, повторные полеты к местам посадок аполлонов, могут быть интересны так же с точки зрения истории, свежие кадры следов посадок лунных посадочных модулей и астронавтов могут вызвать к себе такой же живой интерес, как отпечатки кинозвезд прошлого в бетоне аллеи славы.
Программа новых полетов на места посадки Аполлонов, может вызвать к жизни интерес к новым лунным проектам, связанным как с исследованиями луны, так и с ее практическим освоением.
И наработки по проекту «По следам апоолонов» так же могут служить базисом для возможной лунной туристической программы. Серий туристических полетов на места посадок аполлонов. Так сказать, по местам славы периода «Гонки за рекордами».
Почему этот проект предлагает возвращаться к прошлому, обследуя следы, оставленные предшествующими миссиями, а не просто организовать новую серию полетов на луну?
Полеты на луну обходятся дорого, интерес к лунным миссиям за последние десятилетия сильно ослаб, и сейчас просто нет достаточной мотивации для возобновления масштабных лунных программ. Но проект «По следам аполлонов», во первых относительно дешевый, так как предполагает узкий круг задач, который позволяет обойтись минимальными средствами, сводя к минимуму и затраты. А во вторых, самый масштабный и известный космический проект за всю предыдущую историю, Аполлон, до сих пор привлекает к себе большое внимание. И интерес к нему не меньший, чем к перспективным планам в отношении дальнейшего освоения луны. Современная космическая общественность во многом живет прошлым, громкими программами периода гонки за рекордами. Таким образом, проект «По следам Аполлонов», одновременно достаточно дешевый и легко реализуемый и на его осуществление есть социальный запрос, достаточно сильный, чтобы рассчитывать на уверенное привлечение к нему нужных средств и ресурсов. Этот проект относительно дешевый и востребованный, его будет проще довести до реализации. Но он может вызвать новую волну интереса к луне и потянуть за собой новые программы ее освоения, таким образом, оказавшись в авангарде нового периода освоения луны.
А кроме того, ограниченный бюджет этого проекта несколько десятков миллионов $, приведет к снижению расходов на полеты и совершенствованию техники, которое позволит достичь поставленных целей минимальными средствами. Минимализм проекта позволяет рассчитывать на многократное снижение стоимости пилотируемых полетов на луну. Что в свою очередь сделает многократно более доступными будущие проекты, связанные с ее освоением. Если удастся довести до реализации хотя бы один пилотируемый полет по проекту «По следам Аполлонов», или хотя бы создать теоретическую базу для его осуществления. То следующие полеты на луну уже не будут такими сверхзатратными как Аполлоны, и будут укладываться в привычные для современных полетов рамки финансирования, требуя затрат сравнимых с полетами на МКС. Если пилотируемые полеты на луну станут такой же обыденностью как современные полеты на МКС, это значительно упростит задачу будущего освоения луны. И в дальнейшем, наработки, сделанные по программе «По следам Аполлонов» могут лечь в основу марсианских и меркурианских пилотируемых миссий.
Автоматический вариант миссии.
Реализация проекта «По следам Аполлонов», возможна и в непилотируемом варианте, с использованием роботов. Современные роботы, достаточно совершенные, чтобы уверенно отработать программу по осмотру следов на местах посадок Аполлонов, и они могу это сделать во много раз дешевле, чем человек. Поэтому в автоматическом варианте осуществление этой миссии позволит значительно снизить необходимые объемы финансирования. К тому же, роботы для проекта должны быть узкоспециализированными, в их задачу будет входить только осмотр следов, что позволит снизить их вес и стоимость до предела возможного. Объем финансирования автоматического варианта миссии, приблизительно в десять раз меньше пилотируемого. Поэтому автоматический вариант будет первоочередным, так как его можно гарантированно довести до реализации при ограниченном финансировании.
Но автоматический вариант миссии не полный, он уступает пилотируемому не только с человеческой и демонстрационной точек зрения, «Как достижение», но и оставит не использованными возможности многократного снижения стоимости пилотируемых полетов. Что снизит значимость проекта как авангардной лунной миссии. В этом случае проект станет простым зондированием лунной поверхности и его значение будет чисто историческое.
Ограниченная пилотируемая миссия совместно с зондами.
Для оптимизации затрат и результатов, проект можно разбить на две части, одного или нескольких пилотируемых полетов на «Самые интересные места», и осмотр других мест посадок, при помощи автоматических зондов. В этом случае можно добиться одновременно и снижения затрат и достижения всех поставленных перед проектом стратегических задач. Проект станет дешевле, но в то же время, он сможет оставить после себя значимый след в истории, оставить практические наработки для следующих программ и сыграть роль «Авангарда новых лунных миссий».
Корабль для проекта «По следам Аполлонов».
Корабль для пилотируемой миссии полета на места посадки Аполлонов, должен быть по возможности легким и дешевым, к чему подталкивают и дефицит финансирования и одна из задач миссии, оставить после себя наработки, позволяющие снизить стоимость пилотируемых полетов.
Воспроизводить для этой цели проекты прошлого, будь то сам Аполлон или проекты русских кораблей периода «Лунной гонки», не имеет смысла, проекты прошлого чрезмерно дорогие и во многих отношениях морально устаревшие.
Пилотируемый корабль проекта «По следам Аполлонов», должен быть по возможности упрощен и облегчен. Скорее всего, экипаж корабля придется сократить до одного человека, или двух членов экипажа с высадкой на поверхность луны одного. Массу корабля так же необходимо до предела снизить, при этом желательно без сильного ограничения жизненного пространства. На мой взгляд, от отдельного обитаемого модуля лучше вообще отказаться, размещая пилота на старте в небольшой кабине, а во время полета, используя в качестве жилого пространства пустой топливный бак орбитального двигателя «Разгонного блока». Так же нужно до предела возможного снизить массу систем жизнеобеспечения, спасения и посадочного модуля. Отказаться от жизненно важных систем нельзя, но их вес можно снизить за счет унификации, использования одних и тех же систем для разных целей.
Корабль для пилотируемых полетов может иметь следующую компоновку.
Разгонный блок с несколькими топливными баками, один из компонентов топлива которых не токсичный. Сверху над разгонным блоком, расположена капсула, которая используется как для посадки на луну, так и для возвращения с орбиты, во время старта корабля с земли, пилот должен находиться в этой капсуле. После того как корабль выйдет на орбиту, разгонный блок должен дать импульс для выхода на траекторию отлета к луне, на этот импульс будет израсходована часть топлива. После того как пустой бак будет подготовлен системами жизнеобеспечения для пилота, нагрет до комнатной температуры, если топливо криогенное, или очищен от остатков топлива, если оно химически активное, пилот должен перейти из унифицированной капсулы в бак, где должен будет проводить время полета до луны и обратно. Системы жизнеобеспечения и приборы, должны быть расположены на периферии переходного отсека, между «Баком – обитаемым отсеком» и капсулой.
Чтобы снизить вес средств жизнеобеспечения можно использовать не серийное оборудование для пилотируемых станций, а специальные системы, с использованием принципов мобильных, автономных систем жизнеобеспечения, таких как, например устройства для дыхания под водой или спасения в чрезвычайных ситуациях. Серийные системы очистки и восстановления воздуха, а так же баллоны для его хранения слишком тяжелые для облегченного корабля. Вместо них, может быть использованы упрощенные системы для регенерации воздуха на химических компонентах, и химические вещества для восстановления воздуха, насыщения его кислородом и очистки от углекислого газа. Полет на луну не длительный, расход реагентов будет не большим, и упрощенные системы жизнеобеспечения дадут значительную экономию массы. В качестве источника кислорода и воды для пилота, можно использовать концентрированную перекись водорода, при разложении он выделяет воду и кислород в примерно равных соотношениях. Для очистки воздуха от углекислого газа и водных паров, гранулированный оксид лития, или специальное не летучее амидное соединение, поглощающее влагу и углекислый газ.
Скафандр пилота лучше не снимать на протяжении всего полета. Это позволит упростить программу и повысить уровень безопасности. Для обеспечения жизнедеятельности пилота, скафандр можно оснастить встроенными моче, калоприемниками, с временными накопителями и системой сброса отходов в основные накопители через приставные шланги. Так же скафандр может быть оснащен внутренней системой вентиляции для отвода влаги и охлаждения поверхности тела, работающей через приставные шланги, от бортовой системы жизнеобеспечения. И дублирующую аварийную систему поглощения влаги, работающую от химических поглотителей. Оснащение скафандра этими системами, позволит пилоту комфортно чувствовать себя в скафандре на протяжении всего полета. У скафандра может открываться только лицевая часть шлема. Пилот может дышать и принимать пищу через открытый шлем, но для большей безопасности, скафандр может быть оснащен системой питания водой и пищевым пюре, через трубки встроенные в скафандр. Управление трубками может осуществляться с нагрудного кнопочного пульта, расходные материалы могут поступать из приставных баллонов. Возможность питания без разгерметизации скафандра позволит повысить безопасность пилота.
Капсула для посадки на поверхность луны и спасения пилота при спуске в атмосфере земли, должна быть оснащена автоматической системой управления. Приставными двигателями, расположенными сбоку, наподобие боковых ускорителей ракет, для посадки на луну и возвращения на орбиту. И щитом термической защиты, который должен быть съемным, и во время посадки на луну, для легкости оставаться на борту орбитального корабля. Для снижения веса теплозащитного щита, стандартное текстолитовое термостойкое покрытие на нем, можно заменить на более легкую пористую термостойкую керамику, кремневую пену, углеродное волокно, или минеральную ткань.
Описанное устройство корабля и систем жизнеобеспечения пилота, позволяет снизить вес корабля до предела возможного. Приблизительный вес ресурсов системы жизнеобеспечения будет на уровне нескольких десятков килограмм, и несколько десятков килограмм самих систем жизнеобеспечения. Еще несколько десятков килограмм на приборы для ориентации и управления. Вес системы посадки и спасения в пределах тонны, и скорее всего меньше. А кроме пилота, систем жизнеобеспечения и спасения на корабле, полезной нагрузки, в общем, то нет, так как в качестве обитаемого отсека используется один из баков разгонного блока.
Двигатели и топлива с повышенными характеристиками.
Вес корабля так же может быть снижен за счет использования нестандартных двигателей или нестандартного топлива, что дает возможность облегчить самую массивную его часть, разгонный блок.
В современных разгонных блоках, используется в основном азотное химическое топливо, главными компонентами которого служат диоксид азота - окислитель, и водородные или органические соединения азота – горючее. Азотное топливо удобное в эксплуатации, оно может долго храниться при стандартной температуре, но его эффективность – «Импульс», оставляет желать лучшего.
Для снижения веса разгонного блока и посадочных двигателей лунного корабля, в его двигательных установках, можно использовать более эффективное нестандартное топливо. Такое как:
Криогенное топливо, «жидкий кислород – жидкий водород, жидкий метан», это топливо более эффективно и нетоксично, к его недостаткам можно отнести криогенность и склонность к «Выкипанию».
Пара «Концентрированная перекись - металлический литий». Довольно экзотическое топливо, но оно долгохранимо и обладает высоким импульсом сравнимым с лучшими типами криогенных топлив.
Пара «Концентрированная перекись – суспензия гидрида (Водородного соединения) лития в углеводородном горючем». Более простое, но обладающее хорошим импульсом топливо. Суспензия не такое экзотическое горючее как металлический литий, но она тоже потребует нестандартной системы подачи и распыления топлива. При этом в качестве углеводородного горючего может использоваться не только керосин, но и жидкий метан, что усложнит эксплуатацию двигателей, но увеличит их эффективность.
Так же возможно применение жидкого топлива с высокой энергетикой, такого как водородные соединения «Гидриды бора», в паре с концентрированной перекисью. Эта топливная пара обладает хорошими эксплуатационными характеристиками и высокой энергетикой, но у него есть серьезный недостаток, образование тугоплавкого, стекловидного «Оксида бора», который снижает импульс и усложняет работу двигателей.
Термический двигатель на разгонном блоке.
В качестве альтернативы химическим двигателям, на разгонном блоке, можно использовать так называемый «Термический» двигатель с «Внешним подводом тепла». В котором, для придания энергии реактивной струе, используется не химическая энергия горения топлива в окислителе. А внешняя энергия, подводимая к нейтральному веществу – «Рабочему телу», имеющему высокую скорость истечения. Источником энергии для термического двигателя, может служить солнечный свет, сконцентрированный сверхлегкими вогнутыми зеркалами из зеркальной пластиковой пленки или фольги. В качестве рабочего тела термического двигателя можно использовать жидкий водород. Который имеет наибольшую скорость истечения и импульс, в два раза превышающие лучшую стандартную химическую пару «Водород – кислород», но обладает низкой температурой кипения и плотностью, которые являются большими недостатками в длительных полетах. Так же возможно использование жидкого метана. Это рабочее тело менее легкокипящее чем водород, и с его хранением меньше проблем, но оно дает сравнительно низкий импульс и его эффективность в полной мере проявляется только если получить в двигателе температуру превышающую температуру испарения угля, а это создает дополнительные технические сложности.
Разгонные блоки с термическими двигателями имею значительно более высокие характеристики, и создание такого двигателя для пилотируемых полетов на луну может представлять собой серьезный технологический прорыв и конструкторский задел для будущих проектов освоения луны. К недостаткам термической двигательной установки можно отнести то, что они сложные и не освоенные. И разработки этой технологии могут создать большие дополнительные сложности, затраты и риски, для такого «Малобюджетного» проекта как «По следам аполлонов».
Гибридная, термическая – химическая двигательная установка.
В качестве альтернативы, позволяющей оптимально сочетать сильные стороны химических и термических двигателей, можно использовать гибридную двигательную установку. Использующую на начальных участках траектории отлета к луне, классический термический двигатель на эффективном, но легкокипящем водороде. И на более поздних участках, гибридный двигатель на химическом топливе, с предварительным подогревом химических компонентов сконцентрированным солнечным светом. Импульс гибридного «Термохимического» двигателя немного выше химического, приблизительно на 20 – 40%. Гибридная двигательная установка позволит получить повышенную эффективность без значительных сложностей с длительным хранением легкокипящего рабочего тела.
Николай Агапов.
|
