Путешествия к Луне - Александр Марков

Но гелий-3 в естественном состоянии практически отсутствует на Земле: полное количество этого ценного изотопа на нашей планете составляет не более 1 т. Его основным источником в околоземном пространстве является так называемый «солнечный ветер» — поток заряженных частиц, испускаемый нашим светилом. До поверхности Земли, защищенной радиационными поясами, эти частицы не доходят. На Луне же, которая не обладает магнитным полем, аналогичным земному, отсутствует и подобная защита. В течение миллиардов лет рыхлый поверхностный слой Луны насыщался гелием-3. По оценкам, основанным на анализе образцов лунного грунта, запасы гелия-3 на Луне составляют около 10 млн т, во всяком случае, никак не менее 0,5 млн т. Эти запасы, использованные как ядерное топливо, могли бы обеспечить энергетические потребности человечества в течение нескольких тысяч лет. Инженеры уже создали эскизные проекты автоматических агрегатов для добычи гелия-3 на Луне. Каждая такая машина способна перерабатывать сотни тонн лунного грунта в час. Если внутри рабочей камеры за счет солнечных нагревателей поднять температуру до 800 °C, то из обрабатываемого лунного вещества будет извлечено примерно 90 % газа.

Создание промышленного комплекса на Луне потребует использования значительного количества конструкционных материалов. Несложные подсчеты убеждают, что доставка необходимых составляющих с Земли оказывается весьма нерентабельной. Реальная схема построения лунных комплексов должна предусматривать использование лунных материалов. Без учета технологических проблем самая общая оценка показывает, что лунный карьер размерами 100×100 м2 и глубиной всего 10 м может обеспечить получение 40 тыс. т кремния, от 80 до 90 тыс. т кислорода, от 15 до 30 тыс. т алюминия, от 5 до 25 тыс. т железа, 9 тыс. т титана.

Располагая подобными материальными ресурсами, Луна обладает еще одним достоинством — своим положением на околоземной орбите. Создание крупных орбитальных станций около Земли неизбежно потребует существенных затрат. Например, для доставки с Земли на геостационарную орбиту полезного груза общей массой в 1 млн т потребуется израсходовать около 300 млн т топлива и примерно 2,5 млн т конструкционных материалов. При этом в земную атмосферу поступит около 40 млн т загрязняющих веществ. С другой стороны, в случае доставки такого же по массе полезного груза с Луны потребуется всего лишь 90 млн т топлива. Принципиально существует и другая возможность — вынести все энергоемкое и вредоносное производство на Луну, а на Землю доставлять лишь готовый продукт.

7.4. Доживем ли?

Итак, пока мы не приступили к выполнению программы индустриализации космоса, наше будущее зависит от количества энергии, которую мы во всё большем количестве производим на Земле.

Когда же может наступить критический момент? Когда земная среда не сможет естественным путем противостоять антропогенной нагрузке, действующей на нее со стороны нашей цивилизации? Если избрать наиболее щадящий вариант, при котором мировое потепление будет происходить медленно, с нынешней скоростью по линейному закону, то легко убедиться, что критическое повышение средней мировой температуры на 5 °C относительно современного уровня будет достигнуто к 2060–2070 гг. А если эта тенденция сохранится и далее, то к концу XXI в. общее потепление превысит 10–15 °C, что приведет к настоящей экологической катастрофе на Земле.

Более аккуратные оценки, сделанные с учетом вероятных тенденций производства энергии внутри земной среды обитания, ставят несколько более отдаленные критические сроки, но тоже не выходящие далеко за пределы нынешнего века. Даже при существующем сегодня уровне потребления энергии на душу населения, учитывая только прогнозируемый рост населения Земли, к 2050 г. производство энергии должно удвоиться и составить около 30 ТВт. При таких темпах роста дополнительно вырабатываемой энергии упомянутый выше критической уровень в 90 ТВт будет превышен уже к 2150 г.

Если же предположить, что все развивающиеся сегодня страны пожелают достичь уровня высокоразвитых стран и хотя бы частично преуспеют в этом (что вполне вероятно), то уже к 2050 г. человечеству потребуется увеличить добычу сырья и потребление энергии в несколько раз. В этом случае критический уровень производства энергии внутри земной среды может быть перекрыт уже к 2060–2070 гг. Как видим, эта оценка близка к предсказанному выше моменту наступления критической фазы парникового эффекта.

Итак, существует довольно реальная угроза, что к концу XXI в., в лучшем случае к середине следующего столетия, земная среда и природные ресурсы нашей планеты не смогут выдержать техногенную нагрузку. Это неизбежно приведет к постепенной (или даже к стремительной) деградации человечества.

7.5. Последний рубеж человечества или первый шаг во Вселенную

Ясно, что процессы, разрушающие наше среду обитания на Земле, начнутся заметно раньше упомянутых выше критических сроков. В связи с этим следует подчеркнуть, что мы уже вплотную приблизились к критическому рубежу принятия кардинальных решений о начале программы промышленного освоения космоса, в первую очередь освоения ближайшего космического тела, Луны.

Вообще говоря, не исключено, что «точка поворота» уже пройдена и время для принятия решений упущено. Прогнозируемая экологическая катастрофа так близка, что для создания и отработки необходимых технологий и развертывания космических систем у нас уже нет времени. Однако накопленные за годы военного противостояния ракетно — ядерные средства, высокие технологии и производственная база настолько велики, что дают нам некоторый шанс. Чтобы воспользоваться им, мы должны уже сейчас приступить к экспериментальной проверке возможностей и целесообразности грандиозной космической деятельности, о какой мечтали основоположники космонавтики.

Рис. 7.1. Элементы лунного производственного комплекса, проектируемого в НПО им. С. А. Лавочкина.

Речь идет о последовательности шагов, направленных на создание к середине XXI в. способной к дальнейшему наращиванию мощной космической энерго — индустриальной системы. Внутри этой концепции следует рассматривать Луну как преимущественно энергетическую базу в ближнем космосе, а астероиды — как источник материальных ресурсов. По-видимому, этапы создания космической индустриальной системы с обратным отсчетом времени от будущей критической даты можно представить следующим образом.

Если развитие событий пойдет по наиболее благоприятному для землян сценарию и необратимое разрушение земной среды начнется лишь в первой половине следующего века, то практические результаты работы развернутой космической индустрии должны появиться не позднее 2040–2050 гг. С учетом того, что реализация крупных космических проектов в современных условиях может занять не менее 20–30 лет, детальную разработку и начальный этап реализации глобального проекта космической индустрии необходимо завершить к 2020–2040 гг. Следовательно, все предварительное проектирование и подготовку рабочего варианта долгосрочной программы надо выполнить за ближайшие 5-10 лет! В НПО им. С. А. Лавочкина уже создают первоначальный проект лунного комплекса (рис. 7.1), в который входят транспортная система, луноход для сбора лунного вещества и налунный производственный комплекс.

Рис. 7.2. Лунный туризм — перспектива недалекого будущего. Не придется ли защищать от туристов природу Луны? Рисунок NASA.

Разумеется, рассматривая Луну как промышленную базу, не следует забывать, что это небольшое небесное тело является уникальным космическим музеем, хранящим следы событий от зарождения Солнечной системы и до наших дней. Уничтожение природных ландшафтов Луны было бы трагедией для науки. А такая вероятность тоже существует (рис. 7.2).

7.6. «Возьмемся за руки, друзья…»

Очевидно, что проекты, непосредственно связанные с политическими, военными, экономическими вопросами, с проблемами безопасности и межгосударственного сотрудничества, могут быть только международными, они должны разрабатываться и реализовываться под полным и постоянным контролем всего мирового сообщества.

Соответственно, все работы, начиная с самых ранних стадий исследований и экспериментов, должны выполняться в условиях полной открытости и финансироваться мировым сообществом, в основном из средств, выделяемых на устойчивое развитие. В этой связи целесообразно рассмотреть с участием специалистов ведущих стран рациональное применение подлежащей уничтожению части ракетно — ядерного потенциала России и США (а затем Франции, Англии, Китая и др.) для ускоренной индустриализации космоса, чтобы в сжатые сроки обеспечить программы устойчивого развития и защиты Земли.