ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ВОЗВЕДЕНИЯ И ЗАЩИТЫ ОБИТАЕМОЙ БАЗЫ НА ПОВЕРХНОСТИ ЛУНЫ

© И.В.Янов, А.М.Пыжов, Н.В.Лукашова, В.В.Пойлов, И.Э.Широков, А.А.Луконин
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и научное прогнозирование"
2017 г.

В сентябре 2017 года исполняется 160 лет со дня рождения основателя космонавтики К.Э. Циолковского, который в своих трудах обосновал использование ракет для полетов в космос и к другим планетам. Целью космических полетов ученый считал «…использование солнечной энергии и повсюду рассеянных масс, как астероиды и еще меньшие тела» [1]. В связи с этим, наша команда, руководствуясь принципом Циолковского К.Э., в своем проекте в рамках Самарской научно-образовательной программы «Взлет 2016-2017 г.», оценила возможность строительства и защиты обитаемой базы на поверхности Луны с помощью лунного грунта.

При межпланетных перелетах и на Луне, наибольшую опасность для космонавтов представляют два фактора - радиационная и метеоритная опасности [2].

В настоящее время установлено, что лунный грунт – реголит толщиной 2-3 метра вполне может защитить космонавтов от воздействия солнечной и космической радиации [3].

Вторым опасным фактором на Луне является метеоритная опасность. Сейчас уже экспериментально подтверждено, что высокоскоростной удар метеорита подобен взрыву зарядов конденсированных взрывчатых веществ, например, типа тротила [4]. В последнее время в различных проектах лунных обитаемых баз метеоритная опасность значительно занижалась. Однако в 2006 г. команда американского ученого Билла Кука заметила вспышки от 12-ти метеоритов, размером 5-8 см, упавших на Луну из потока Леонидов (https://www.gazeta.ru/science/2006/12/05_a_1121463.shtml). В связи с этим нами был проведен оценочный расчет степени разрушения лунной поверхности при ударе метеоритов различной массы.

Расчеты показали, что в большей степени опасность представляет разрушительное действие сейсмической волны, а не прямое внедрение метеорита в защитный слой реголита за счет его кинетической энергии (в этом случае метеорит внедряется на глубину, приблизительно равную его диаметру). Поэтому толщина защитного слоя реголита для защиты обитателей базы от солнечной и космической радиации, а строительной конструкции от удара метеорита, например, массой до 150 г., должна быть не менее 2 м.

В качестве защитной строительной конструкции базы нами впервые была предложена стрельчатая купольная конструкция, возводимая на пневмоопалубке из реголитовых блоков. Испытания показали, что прочность стрельчатого купола при сжатии на 15-18 % больше прочности традиционного сферического купола тех же габаритов. После изготовления купол засыпается слоем реголита необходимой толщины, на который укладываются блоки из реголита с упором в стенки кратера. Внутри купола устанавливается соответствующий надувной модуль и система жизнеобеспечения.

Таким образом, нами предложен вариант защитного стрельчатого купола, изготавливаемого из лунного грунта. Подобный защитный купол может быть основой строительных конструкций будущих лунных обитаемых баз, которые вполне могут стать альтернативой подземным лунным жилищам.

Литература

1. Цели звездоплавания. Циолковский К.Э. Окрлит № 1341, г. Калуга, 1929 г.-41с.

2. Ребеко А.Г. Защита людей и космических аппаратов в космосе. Инженерный журнал: наука и инновации № 5,·2016.

3. Шевченко В.В. Лунная база. М.: Знание, 1991.-64 с.

4. Н.И. Шишкин. Влияние импульса метеорита на размеры ударного кратера. Прикладная механика и техническая физика. 2011, Т.52, № 63.