Космонавтика

Для безопасности будущей постоянной лунной базы стоит задача построить неподалеку от нее платформу для посадки и взлета кораблей. Недавно команда инженеров предложила свой вариант ее создания непосредственно из реголита и без укрепления арматурой. Они признали, что есть серьезный риск повреждения конструкции, прежде всего под действием экстремальных температур.

Когда 20 июля 1969 года корабль «Аполлон-11» снизился до высоты около 30 метров над лунной поверхностью, астронавты столкнулись с проблемой ухудшения видимости — реактивная струя посадочного двигателя подняла вокруг пыль. При посадке «Аполлона-12» в последние секунды перед касанием ничего конкретного на поверхности не было видно вообще, и экипаж опасался, что корабль опустится на какой-нибудь валун либо в углубление. Расположенный в 163 метрах автоматический аппарат «Сервейер-3» покрылся пылью.

Стало ясно, что в долгосрочной перспективе для пилотируемых лунных миссий такие шлейфы неприемлемы: опасность возникает не только для экипажа корабля, но и для модулей будущей постоянной базы — удары твердых частиц могут повредить их. Поэтому в нескольких километрах от станции NASA считает необходимым построить космодром — ровную, гладкую и огороженную площадку для посадки и взлета.

Это оказалось крайне сложной задачей хотя бы потому, что на Луне каждые сутки происходят экстремальные температурные перепады, а значит, материал будет постоянно сжиматься и расширяться. Вдобавок не представляется возможным доставить на Луну стальную арматуру для укрепления плит, а без нее они гораздо более хрупкие. Недавно инженеры из Университета Пердью (США) попытались определить главные требования к лунному космодрому с учетом всех трудностей и описали полученную концепцию в статье для издания Acta Astronautica.

Отталкивались от того, что для строительства на Луне в распоряжении есть только реголит и микроволновое устройство для его спекания. Таким образом, предстоит либо изготовить одну монолитную плиту, либо выложить мозаику из нескольких. У обоих вариантов свои плюсы и минусы. С одной стороны, стыки между плитами могут забиваться пылью, к тому же есть риск неровностей. С другой — при повреждении цельной платформы она автоматически приходит в негодность полностью, а при возведении из многих деталей их можно по очереди заменять, то есть ремонт облегчается.

Исследователи решили взять за основу своих расчетов проекты современных лунных кораблей, в качестве примера — Blue Moon американской компании Blue Origin. Его максимальная масса составляет примерно 45 тонн, а вместе с посадочными опорами корабль занимает на поверхности пространство диаметром девять метров.

По оценкам авторов статьи, космодром в таком случае должен иметь ширину около 36 метров, а минимальная нужная толщина платформы составляет 36 сантиметров. Как показали расчеты, этого достаточно, чтобы корабль не расколол и не продавил ее, даже если встанет на угол плиты и при этом какое-то время будет опираться одной «ногой», то есть садиться не совсем вертикально.

Впрочем, сохраняется риск растрескивания не только от ежесуточного нагрева и охлаждения, но и под действием пламени двигателей. Ожидается, что первая посадка корабля нанесет больше всего повреждений. Если космодром ее выдержит, в дальнейшем возникшие в плитах микротрещины будут принимать на себя часть напряжения.