В звёздных лабиринтах: Ориентирование по небу - Максимачев Борис Алексеевич (читать полностью книгу без регистрации txt) 📗
В настоящее время речь реально может идти лишь о тех ресурсах Луны, которые сосредоточены в её поверхностных слоях. Это — вода, кислород, водород и энергетические ресурсы.
Что касается воды, то реально можно рассчитывать только на ту воду, которая может быть выделена нагреванием из лунного вещества.
Однако для осуществления подобного процесса, требующего создания высоких температур, необходима энергия. Она понадобится и для других практических нужд. Одним из самых перспективных её источников на Луне является солнечное излучение. На каждый квадратный метр лунной поверхности солнечные лучи при отвесном падении приносят энергию, равную 1400 ватт. Если же учесть полную энергию, поступающую от Солнца на всю освещённую часть поверхности Луны, то окажется, что она примерно в три тысячи раз превосходит энергию всех используемых человеком энергетических источников на Земле, вместе взятых.
Возникает вопрос: как эту энергию добыть? Очевидно, на современном научно-техническом уровне наиболее реальный путь — применение солнечных батарей, т.е. прямых преобразователей солнечной энергии в электрическую. Как известно, подобные устройства с успехом работают на различных космических аппаратах, обеспечивая их основные энергетические потребности.
Правда, коэффициент полезного действия современных солнечных батарей довольно низок: всего около 10—13%. Это означает, что на каждый киловатт получаемой энергии приходится около 10 килограммов самого устройства. Иными словами, солнечные батареи пока что отличаются громоздкостью конструкции и большим весом. Это одна из причин того, почему на Земле пока ещё не строятся солнечные полупроводниковые электростанции.
Однако для Луны этот недостаток Солнечных батарей не так существен. На Луне сила тяжести в шесть раз меньше, чем на Земле, и нет ветров, что в принципе позволяет создавать достаточно громоздкие, но при этом вполне надёжные и устойчивые конструкции. К тому же благодаря отсутствию атмосферы солнечные лучи беспрепятственно и без потерь достигают лунной поверхности, что создаёт благоприятные условия для работы солнечных установок.
Наряду с обычными солнечными батареями на Луне могут быть применены и устройства, работающие на принципе термопары. Как известно, принцип этот состоит в том, что два электрода, изготовленные из различных биметаллов, помещают в различные температурные условия, в результате чего между ними возникает разность потенциалов. На Луне необходимый для работы термопар перепад температур создан самой природой. Если один из электродов поместить на глубине одного метра под поверхностью в слое постоянной отрицательной температуры, а другой непосредственно на поверхности, где днем температура поднимается до 130—150 градусов тепла, а ночью опускается до 150—170 градусов ниже нуля, то между ними в любое время лунных суток будет существовать значительная разность температур, вполне достаточная для того, чтобы обеспечить генерирование электроэнергии.
Есть и ещё одна идея, граничащая с фантастикой... Дело в том, что на Луне имеется очень мощный источник энергии, но совершенно не ясно, как его использовать. Речь идёт о выпадении на лунную поверхность метеоритного вещества. Приближаясь к Луне, метеоритные тела движутся с большими скоростями и поэтому обладают огромным запасом энергии, которая выделяется при взрыве в момент удара.
Взрывы, возникающие при падении крупных метеоритов, по своей мощности сравнимы с термоядерными взрывами.
Однако никаких конструктивных идей, а тем более инженерных расчётов относительно того, каким образом эту энергию использовать, нет. Видимо, если и существуют какие-то пути, то только косвенные: скажем, каким-то образом превращать в полезную работу энергию возникающих в теле Луны сейсмических волн... Но и на этот счёт реальных практических предложений пока не существует.
Создание на Луне научной базы или пересадочной станции для космических кораблей будет неизбежно связано со значительным усилением интенсивности полётов по трассе Земля — Луна — Земля. В связи с этим возникает задача обеспечения космических кораблей для обратных рейсов топливом, изготовляемым непосредственно на Луне за счёт лунных ресурсов. Если бы эту проблему удалось решить, отпала бы необходимость загружать космические корабли топливом для возвращения на Землю, а это в свою очередь дало бы значительный выигрыш полезного веса и повысило эффективность челночных рейсов между Землей и Луной.
Согласно оценкам специалистов по ракетной технике, встречающимся в зарубежной научной литературе, если учесть возможность применения в будущем для полётов к Луне ракет-носителей с многократным использованием первых ступеней, а также осуществления челночных рейсов с помощью средств многоразовой доставки на промежуточные станции, движущиеся по околоземным орбитам, то масса топлива, которое можно будет выработать на Луне, превысит массу доставленного для этой цели на Луну необходимого оборудования примерно в 20—40 раз. Такое соотношение можно считать в достаточной степени рентабельным. А это означает, что подобные проекты, по всей вероятности, со временем будут осуществлены.
Очень важно отметить, что все проекты, о которых идёт речь, — это отнюдь не чисто умозрительные, а вполне реальные разработки, в основе которых лежат результаты исследования лунной среды и точные расчёты.
Таковы некоторые соображения, связанные с возможностью освоения Луны в обозримом будущем. Они говорят о том, что идея создания на нашем естественном спутнике научной базы отнюдь не может считаться утопией, что в результате развития космических полётов Луна постепенно вовлекается в сферу практической деятельности человека.
А если людям придётся жить, работать и передвигаться по Луне, то неизбежно возникает проблема ориентирования на лунной местности и определения местоположения.
Однако прежде чем перейти непосредственно к этому вопросу, познакомимся кратко с теми условиями, с которыми встретится человек на поверхности естественного спутника Земли.
Луна вблизи
На лунной поверхности можно выделить две основные формы рельефа: материковый и морской. Морские районы выглядят на фотографиях Луны, сделанных с помощью наземных телескопов, тёмными пятнами. В своё время считалось, что это довольно ровные участки, однако в результате изучения Луны космическими средствами выяснилось, что их поверхность также довольно шероховата.
Наиболее характерной формой лунного рельефа являются кольцевые горы — кратеры. Поперечники некоторых из них достигают 200—300 км. Благодаря космическим аппаратам на Луне обнаружены не только крупные, но и мелкие кольцевые образования. В частности, оказалось, что почти вся лунная поверхность усеяна множеством мелких кратеров различных размеров и форм.
Чтобы не заблудиться на Луне
Существенное значение для условий ориентирования на Луне имеет отсутствие у этого небесного тела сколько-нибудь заметного магнитного поля.
Ещё в 1959 г., во время полёта второй советской АМС «Луна-2», были проведены первые магнитные измерения. Установленный на ней магнитометр, несмотря на высокую чувствительность, не обнаружил у Луны никаких признаков присутствия магнитного поля. Между тем, если бы магнитное поле было даже в тысячу раз слабее земного, прибор зарегистрировал бы его.
Магнитное поле удалось обнаружить, когда ещё более чувствительная аппаратура для магнитных измерений была размещена на борту первого искусственного спутника Луны — советской автоматической станции «Луна-10». Это позволило не только определить верхнюю границу величины магнитного поля, но и зарегистрировать его изменения на протяжении шести суток. Оказалось, что максимального значения магнитное поле Луны достигало в тот момент, когда Луна находилась в полнолунии, т.е. около линии, проходящей через Землю и Солнце. Это, по всей вероятности, объясняется тем, что земное магнитное поле, так называемая магнитосфера, имеет своеобразный «хвост», направленный в сторону, противоположную Солнцу, и, видимо, достигающий орбиты Луны.
