Страница 4 из 17
Конечно же, достаточного количества реголита (лунного грунта) у научной группы под руководством Эрика Файерсона не было, поэтому в качестве замены ученые использовали синтетический аналог — вулканический пепел, перемешанный с различными минералами и базальтом.
В ходе эксперимента искусственный реголит и алюминиевую пудру смешивали и помещали в тигель. Нагревание смеси до 1500"С привело к экзотермической реакции самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). В результате получились монолитные блоки (13x6,5x2,5 см и весом 57 г). Из них и предполагается вести строительство инопланетных жилищ.
Проект по созданию инопланетных «кирпичей» завоевал приз исследовательского центра PISCES (Pacific International Space Center for Exploration Systems). Ведь кирпичи не только прочны, но их не надо скреплять цементом или гвоздями, а можно сплавить в считаные минуты сваркой, что значительно сократит затраты времени на строительство.
Еще один интересный проект предложен Джином Джакомелли из Университета Аризоны. Им и его коллегами создана звездообразная надувная теплица, которая может быть развернута в автоматическом режиме, засыпана лунным грунтом для защиты от космических лучей и микрометеоритов и в дальнейшем будет обслуживаться роботами (см. схему). «Астронавтам некогда будем самим копаться на грядках, — полагает Джин. — А везти, скажем, томаты с Земли — это очень дорого…»
Примерный вид и схема развертывания лунной теплицы:
1 — на Луну опускается беспилотный грузовой модуль; 2 — в плотно упакованные рукава подается воздух, и они под давлением разматываются во все стороны; 3 — робот-бульдозер выезжает через один из рукавов наружу и присыпает теплицу лунным грунтом.
Однако прежде чем начинать строительство на иных планетах, надо ведь туда добраться. В Вашингтоне наметили новую программу Mars Exploration Rover, в рамках которой планируется несколько полетов на Красную планету.
Думают о полетах на Марс и в России. Те же специалисты Центра имени Хруничева хотят сначала создать околомарсианскую станцию. Затем предлагается осуществить несколько высадок на поверхность. Вслед за тем — создание временной базы, постоянной колонии.
Для межпланетных кораблей наши специалисты разработали проект двухрежимного ядерного ракетного двигателя (ЯРД). Он сможет работать в качестве непосредственно ядерного двигателя и как источник энергии для целой батареи электроракетных двигателей (ЭРД) малой тяги.
Вблизи планет, где требуется большая тяга, сильно разогретый водород, прокачанный через активную зону реактора, выбрасывается через сопло в космос и создает необходимую тягу. В межпланетном пространстве двигатель работает как АЭС. Это требует наличия огромных радиаторов для охлаждения хладагента (в отличие от наземных АЭС, тепло в космосе можно сбросить только излучением),
а также турбин и генераторов. Энергия, вырабатываемая космической атомной электростанцией, пойдет на питание электроракетных двигателей малой тяги. Удельный импульс таких двигателей чрезвычайно высок (а значит, затраты топлива минимальны). «Ничего принципиально нереализуемого в проекте нет, — утверждают наши специалисты, — первые проработки двигателя уже есть…»
О новом межпланетном двигателе мечтает и бывший астронавт Франклин Чанг-Диас. Он объявил, что уже договорился с НАСА об испытании в 2014 году прототипа своего магнитоплазменного реактивного двигателя с переменным импульсом (VASIMR) и ядерного бортового реактора мощностью 200 мегаватт. Если придуманная им концепция окажется успешной, это позволит сократить время перелета на Марс до 39 дней.
VASIMR использует пару радиоантенн для ионизации и разогрева газов (например, аргона) и ускорения реактивной струи с помощью магнитного поля. В отличие от обычных химических ракетных двигателей, VASIMR развивает меньшую тягу, однако по сравнению с ионными ракетными двигателями он должен обладать довольно большим удельным импульсом — до 30 000 с — и скоростью истечения реактивной струи до 300 км/с.
Двигатель также способен регулировать тягу, он конструктивно прост и компактен и может непрерывно работать в течение нескольких дней или недель, что позволяет разогнать корабль до больших скоростей, а потом так же его затормозить. Все это и позволит сократить продолжительность полета на Марс почти в 5 раз.
Публикацию подготовил С. СЛАВИН
ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ
Путешествие к центру Земли
Помните, как герои одного из романов Жюля Верна отправились в путешествие к центру Земли, пользуясь природными пещерами? На самом деле, к сожалению, столь глубоких пещер на нашей планете не существует. Нет пока и технических возможностей создать некий подземоход, который бы смог добраться до центра нашей планеты. Поэтому приходится действовать окольными путями.
Ученые из Southampton Oceanography Centre при Университете Саутгемптона, США, всерьез заговорили о возможности бурения сверхглубокой скважины. Руководитель исследований, доктор Деймон Тигл, объявил о намерении начать работы по достижению нижних слоев мантии — земного слоя, лежащего между корой и ядром. Проект потребует бурения скважины глубиной более 20 км, часть из которых составляет цельная скальная порода.
Бурильную установку намерены расположить в океане, поскольку земная кора там значительно тоньше. Тем не менее, температура мантии может превышать 1200 градусов Цельсия, а это губительно для любого современного бура.
Проблему представляет даже… атмосферное давление: на 20-километровой глубине давление воздуха может перевалить немыслимую отметку в 1900 бар! Единственная надежда бурильщиков — использовать бур с несколькими полостями, охлаждаемый изнутри циркулирующей морской водой, закачиваемой внутрь под давлением. Местом для проведения эксперимента выбран Тихий океан. Конкретный район пока что уточняется.
Вместе с американцами активное участие в этой программе намерены принять исследователи из Национального океанографического центра Великобритании и французского университета Монпелье. Стоит отметить, что задача исследователей существенно облегчилась после предыдущих экспериментов, когда было пробурено более 1,5 км ниже морского дна, где толщина земной коры составляет от 8 до 10 км. Так что некоторый опыт у исследователей уже есть.
Предположительно, ученые могут выбрать одну из трех точек для бурения: у берегов Гавайских островов, Калифорнии и Коста-Рики. Первый участок удобен тем, что кора там образуется быстрее, чем в других океанах, а значит, имеет более однородную структуру, которую легче бурить. «В случае успеха, это будет первое взятие проб с такой глубины», — отметил уже упомянутый нам Деймон Тигл, профессор геохимии в Университете Саутгемптона.
Главный инструмент в выполнении этой операции корабль-дрель Chikyu («Земля») стоимостью 535 млн. долларов, постройка и оснащение которого были завершены в Японии в апреле 2004 года. Мы уже рассказывали вам о нем вкратце (см. «ЮТ» № 6 за 2006 г.). Сегодня у нас есть возможность дополнить ранее предоставленные сведения.