ДИСТАНЦИОННОЕ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ ПО МИКРОВОЛНОВОМУ ЛУЧУ ЛУНОХОДОВ ДЛЯ РАЗВЕДОЧНОГО БУРЕНИЯ НА ЗАПАСЫ ЛЬДА В ПРИПОЛЯРНОМ КРАТЕРЕ ЛУНЫ

© Ю.М.Еськов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы космического производства"
1998 г.

Дистанционные измерения с борта КА "Клементина" и "Лунар Проспектор" подтвердили наличие подповерхностного льда на дне глубоких, никогда не освещаемых Солнцем кратеров в обширных приполярных районах Луны площадью в десятки тысяч квадратных километров. Количественное определение общих запасов и распределения льда, использование которого может резко ускорить освоение Луны, требует прямых измерений с поверхности с помощью, например, автоматических луноходов (ЛХ) для разведочного бурения. Требования к энергоснабжению (электроснабжению) ЛХ определяются значительной глубиной бурения (метры) при мощности бура от сотен ватт до нескольких киловатт, большим количеством скважин, высокой протяженностью единичного маршрута (тысячи километров внутри кратера с характерным диаметром в десятки километров) и являются весьма жесткими.

Выбор типа источника электропитания сильно ограничен. Применение бортовых автономных источников типа солнечных батарей (СБ) невозможно по условиям освещения Солнцем, химических источников — из-за их низкой энергоемкости, а ЯЭУ нежелательно по экологическим соображениям.

В качестве возможного решения проблемы предлагается дистанционное энергоснабжение ЛХ на неосвещенном дне «ледяного» кратера по микроволновому лучу сантиметрового или миллиметрового диапазона энергоизлучательной станции (ЭИС), размещаемой на освещенном кольцевом валу кратера. ЭИС состоит из СБ, питающей крупногабаритную передающую антенну, например, типа фазированной антенной решетки (ФАР), либо зеркальной параболической антенны. ФАР формирует узкий управляемый луч, направляемый на приемную бортовую антенну ЛХ.

Прогноз уровня разработки основных элементов ЭИК и приемного устройства ЛХ дает следующие параметры: энергомассовое совершенство СВЧ-генераторов на частоте 35 Ггц (длина волны 8,6 мм) — 1 кг/кВт, ФАР — 6 кг/м2 и С5 — 10 кг/кВт; КПД преобразования в СБ 15%, в СВЧ-генераторе 40%, и в приемном устройстве ЛХ 75%, соответственно.

Масса ЭИК для дальности 25-30 км при мощности на ЛХ 1 кВт.эл. составит несколько тонн при массе приемного устройства ЛХ до 10 кг и габаритах 2-3 м. При формировании СБ и ФАР в виде разворачивающихся панелей это допускает использование посадочной ракеты выводимой современными носителями.