АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЙ СТРОИТЕЛЬСТВА КОНСТРУКЦИЙ ЛУННЫХ СТАНЦИЙ

© А.В.Багров, И.М.Нестерин, К.М.Пичхадзе, В.К.Сысоев, А.К.Сысоев, А.Д.Юдин
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы космического производства"
2014 г.

В настоящее время многими национальными космическими агентствами США, Европы, Японии, Китая, Индии планируется создание лунных исследовательских долговременных станций на Луне. Поэтому актуальным является анализ возможных методов строительства конструкций различных сооружений на Луне и, в первую очередь, решение вопроса получения стройматериалов на Луне.

Проектирование лунных конструкций должно вестись с учетом физико-технических условий на Луне (вакуум, перепад температур в более чем 2000C, наличие радиационного воздействия, воздействие микрометеоритов) и, конечно, малоисследованное движение мелкодисперсной пыли в приповерхностном слое Луны.

Сооружение сложных конструкций на Луне ограничено материально-техническими и энергетическими ресурсами, которые можно доставлять с Земли. Поэтому, использование природных материалов Луны в строительстве конструкций лунных сооружений является обязательным условием этих проектов.

В комплексе инженерных задач, которые при подготовке к строительству конструкций базы на Луне необходимо решить еще на Земле:

– выбор основных проектных решений по сооружению конструкций базы на Луне, учитывая рельеф;

– разработка технологии изготовления строительных блоков из лунного материала.

Многочисленные предложения по созданию конструкций на Луне можно структурировать следующим образом:

– создание надувных конструкций;

– создание насыпных конструкций в виде «мешков» с реголитом (предложение О.С. Цыганкова, см. в сб. «К.Э. Циолковский и инновационное развитие космонавтики. Материалы XLVIII Научных чтений памяти К.Э. Циолковского». Калуга, 2013. С. 267–268);

– синтез строительных изделий из реголита методом технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС);

– создание конструкций методом мобильного 3D-принтера с солнечным нагревателем, в которых используется лунная пыль (реголит);

– выборочное лазерное спекание.

Конечно, возможно сочетание этих технологий.

Первое подобное здание планируется возвести на южном полюсе Луны, ведь там никогда не заходит Солнце и не бывает резких перепадов температур в течение лунных суток.

Подробно схема технологической цепочки лунного строительства состоит в следующем:

– выбор места расположения станции в складке рельефа и расположение в ней посадочной станции;

– развёртывание надувной конструкции с последующим её отверждением, т.е. созданием силовой арочной конструкции, определяющей облик станции;

– далее засыпка надувной конструкции реголитом с помощью или самоходного устройства, или 3D-принтера с солнечным нагревателем, расположенном на самоходном устройстве, т.е. построение защитного слоя;

– использование «летающей» пыли: так как считается, что эта пыль наэлектризована, то можно расположить вокруг станции тонкую металлическую сетку и, подав на неё электрический потенциал, собирать эту пыль, получая слой защитного экрана;

– последний этап, который еще надо разработать, — связывание собранной пыли в плотные субстанции для получения твердого покрытия оболочки станции (возможный вариант — использование СВС-технологий).

Конечно, представленные в данном обзоре наиболее интересные и яркие технологии для будущего строительства конструкций сооружений на Луне не исчерпывают всего спектра возможных строительных технологий, однако, они предполагают учитывать энергетические ограничения любого строительства на Луне. Поэтому предполагается использовать естественный рельеф Луны и создавать строительные конструкции с использованием лунных материалов и солнечной энергии или СВС-процессов с минимальным расходом электроэнергии.