Полезные ископаемые на луне и марсе
Страны, которые присоединятся к соглашению, смогут создавать собственные «безопасные» зоны на Луне.
NASA представило «Соглашения Artemis» (Artemis Accords) — набор стандартов и правил по исследованию Луны. Агентство рассчитывает, что другие страны одобрят документ и будут осваивать спутник на одинаковых условиях.
В «Соглашениях» оговаривается добыча ресурсов, создание баз и защита мест высадки миссий «Аполлон». В общей сложности документ устанавливает десять основных принципов исследования Луны.
- «Соглашения» вводят понятие «безопасных зон» — по сути, это границы стран-участниц договора на Луне. Государства обязуются обмениваться данными об этих территориях и «уважать» чужие зоны безопасности;
- Документ гарантирует, что страны смогут добывать и использовать ресурсы спутника. Добычу ископаемых Луны, Марса и астероидов называют «критически важной» для исследования космоса — например, страны смогут производить топливо прямо в космосе;
- От участников соглашения потребуют регистрировать космические аппараты и корабли, используемые на Луне. У NASA уже действует Конвенция о регистрации, к которой призывают присоединиться тех, кто ещё этого не сделал;
- Соглашение предполагает свободный обмен научными данными. В NASA подчеркнули, что всегда своевременно и в полном объёме делились исследованиями публично на весь мир — также придётся поступать и другим участникам договора;
- Страны-участники «Соглашений» обязуются защищать все места и артефакты на Луне, имеющие историческую ценность. К ним относятся луноходы, аппараты и места посадок миссий «Аполлон»;
- Документ предусматривает соблюдение принципов уменьшения количества космического мусора. Страны должны будут утилизировать неиспользуемые или отработанные корабли и аппараты;
- «Соглашения» обязуют публично объявлять о планах и политиках по исследованию Луны, вести деятельность только в мирных целях, использовать совместимые системы с открытыми международными стандартами, и оказывать помощь партнёрам в экстренных ситуациях.
Правила NASA расширяют международное соглашение о космосе, которое многие страны подписали в 1967 году. Тогда в него включили лишь поверхностные правила: например, запрет на вывод в космос оружия массового уничтожения.
«Соглашения Artemis» конкретизируют пункты договора и во многом на него ссылаются, но при этом не противоречат документу. Как пояснили на The Verge, идея NASA заключается в том, чтобы избежать длительных переговоров на международном уровне.
Агентство планирует вернуть на Луну человека к 2024 году и намерено использовать ресурсы спутника, но у него нет конкурентов: другие страны вряд ли смогут успеть раньше. Поэтому США на правах первых диктуют свои условия.
В начале апреля Дональд Трамп подписал указ о добыче ресурсов на Луне, который вызвал споры о том, что это противоречит международному договору о космосе. Однако «Соглашения Artemis» смогут легитимизировать процесс: если страны к нему присоединятся, то автоматически одобрят добычу ископаемых в космосе.
По словам главы NASA Джима Брайдестайна, некоторые страны вроде Японии и Канады уже заинтересованы в документе. При этом глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин сначала резко отреагировал на указ Трампа и сравнил его с вторжением в Ирак. Но 16 мая заявил, что госкорпорация готова к переговорам.
Выпускающий редактор TJ. По работе писать на damir@tjournal.ru
{
«author_name»: «Дамир Камалетдинов»,
«author_type»: «editor»,
«tags»: [«u043du043eu0432u043eu0441u0442u0438″,»u043bu0443u043du0430″,»u043au043eu0441u043cu043eu0441″,»nasa»],
«comments»: 109,
«likes»: 56,
«favorites»: 20,
«is_advertisement»: false,
«subsite_label»: «science»,
«id»: 169864,
«is_wide»: false,
«is_ugc»: false,
«date»: «Sun, 17 May 2020 00:43:18 +0300»,
«is_special»: false }
Источник
Ãîä 2038-é. Ñïóñòÿ 18 ìåñÿöåâ æèçíè è ðàáîòû íà ïîâåðõíîñòè Ìàðñà êîìàíäà èç øåñòè èññëåäîâàòåëåé ñàäèòñÿ îáðàòíî â êîñìè÷åñêèé àïïàðàò è âîçâðàùàåòñÿ íà Çåìëþ. Íà ïëàíåòå íå îñòàëîñü íè îäíîé æèâîé äóøè, íî ðàáîòà çäåñü íå îñòàíàâëèâàåòñÿ íè íà ìèíóòó. Àâòîíîìíûå ðîáîòû ïðîäîëæàþò äîáû÷ó ïîëåçíûõ èñêîïàåìûõ è äîñòàâëÿþò èõ äëÿ ïåðåðàáîòêè íà ôàáðèêó õèìè÷åñêîãî ñèíòåçà, êîòîðàÿ áûëà ïîñòðîåíà çà íåñêîëüêî ëåò äî òîãî, êàê íà Ìàðñ âïåðâûå ñòóïèëà íîãà ÷åëîâåêà. Ôàáðèêà ïðîèçâîäèò èç ìåñòíûõ ðåñóðñîâ âîäó, êèñëîðîä, à òàêæå ðàêåòíîå òîïëèâî, ðóòèííî ïîäãîòàâëèâàÿ çàïàñû äëÿ ñëåäóþùåé ýêñïåäèöèè, êîòîðàÿ ïðèáóäåò ñþäà ÷åðåç äâà ãîäà.
Ýòà ðîáîòèçèðîâàííàÿ ôàáðèêà íèêàêàÿ íå íàó÷íàÿ ôàíòàñòèêà. Ýòî ïðîåêò, íàä êîòîðûì â íàñòîÿùèé ìîìåíò òðóäÿòñÿ ñðàçó íåñêîëüêî íàó÷íûõ êîìàíä àýðîêîñìè÷åñêîãî àãåíòñòâà NASA. Îäíà èç íèõ, Swamp Works, ðàáîòàåò â Êîñìè÷åñêîì öåíòðå Êåííåäè âî Ôëîðèäå. Îôèöèàëüíî ðàçðàáàòûâàåìàÿ èìè óñòàíîâêà íàçûâàåòñÿ «ñèñòåìîé óòèëèçàöèè ðåñóðñîâ in situ» (ISRU), îäíàêî ëþäè, êîòîðûå íàä íåé ðàáîòàþò ïðèâûêëè íàçûâàòü åå ïûëåóëàâëèâàþùåé ôàáðèêîé, ïîòîìó ÷òî îíà ïåðåðàáàòûâàåò îáû÷íóþ ïûëü â ðàêåòíîå òîïëèâî. Ýòà ñèñòåìà îäíàæäû ïîçâîëèò ëþäÿì æèòü è ðàáîòàòü íà Ìàðñå, à òàêæå âîçâðàùàòüñÿ ïðè íåîáõîäèìîñòè îáðàòíî íà Çåìëþ.
Çà÷åì âîîáùå ÷òî-òî ñèíòåçèðîâàòü íà Ìàðñå? Ïî÷åìó ïðîñòî íå ïðèâåçòè âñå íåîáõîäèìîå òóäà ñ Çåìëè? Ïðîáëåìà â ñòîèìîñòè ýòîãî óäîâîëüñòâèÿ. Ïî íåêîòîðûì îöåíêàì äîñòàâêà îäíîãî êèëîãðàììà ïîëåçíîé íàãðóçêè (íàïðèìåð, òîïëèâà) ñ Çåìëè íà Ìàðñ òî åñòü, âûâîä ýòîãî êèëîãðàììà íà íèçêóþ îêîëîçåìíóþ îðáèòó, îòïðàâêó åãî ê Ìàðñó, çàìåäëåíèå êîñìè÷åñêîãî àïïàðàòà ïðè âûõîäå íà îðáèòó ïëàíåòû è íàêîíåö áåçîïàñíóþ ïîñàäêó íà ïîâåðõíîñòü ïîòðåáóåòñÿ ñæå÷ü 225 êèëîãðàììîâ ðàêåòíîãî òîïëèâà. Ñîîòíîøåíèå 225:1 òà åùå ýôôåêòèâíîñòü. Ïðè ýòîì òå æå öèôðû áóäóò õàðàêòåðíû ïðè èñïîëüçîâàíèè ëþáîãî êîñìè÷åñêîãî êîðàáëÿ. Òî åñòü, äëÿ äîñòàâêè òîé æå òîííû âîäû, êèñëîðîäà èëè òåõíè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ íà Êðàñíóþ ïëàíåòó ïîòðåáóåòñÿ ñæå÷ü 225 òîíí ðàêåòíîãî òîïëèâà. Åäèíñòâåííûé ñïîñîá èçáàâèòü ñåáÿ îò òàêîé çàòðàòíîé àðèôìåòèêè ñîáñòâåííîå ïðîèçâîäñòâî âîäû, êèñëîðîäà èëè òîãî æå òîïëèâà íà ìåñòå.
Ñðàçó íåñêîëüêî èññëåäîâàòåëüñêèõ è èíæåíåðíûõ ãðóïï â NASA ðàáîòàþò íàä ðåøåíèåì ðàçëè÷íûõ àñïåêòîâ ýòîé ïðîáëåìû. Íàïðèìåð, êîìàíäà Swamp Works èç Êîñìè÷åñêîãî öåíòðà Êåííåäè íåäàâíî íà÷àëà ñáîðêó âñåõ îòäåëüíûõ ìîäóëåé ñèñòåìû äîáû÷è ïîëåçíûõ èñêîïàåìûõ. Óñòàíîâêà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ðàííèé ïðîòîòèï, íî ñî÷åòàåò â ñåáå âñå äåòàëè, êîòîðûå áóäóò íåîáõîäèìû äëÿ ðàáîòû ïûëåóëàâëèâàþùåé ôàáðèêè.
Äîëãîñðî÷íûé ïëàí NASA íàïðàâëåí íà êîëîíèçàöèþ Ìàðñà, íî ñåé÷àñ àãåíòñòâî ñêîíöåíòðèðîâàëî âñå ñâîè ñèëû è âíèìàíèå íà Ëóíå. Òàêèì îáðàçîì ïðîâåðêà áîëüøåé ÷àñòè ðàçðàáàòûâàåìîãî îáîðóäîâàíèÿ áóäåò ïðîâîäèòüñÿ ñïåðâà íà ëóííîé ïîâåðõíîñòè, ÷òî â ñâîþ î÷åðåäü ïîçâîëèò ðåøèòü âñå âîçìîæíûå ïðîáëåìû, ÷òîáû èçáåæàòü èõ â áóäóùåì ïðè èñïîëüçîâàíèè óñòàíîâêè íà Ìàðñå.
Ïûëü è ãðÿçü íà âíåçåìíîì êîñìè÷åñêîì òåëå ïðèíÿòî íàçûâàòü ðåãîëèòîì.  îáùåì ñìûñëå ðå÷ü èäåò î âóëêàíè÷åñêîé ïîðîäå, êîòîðàÿ çà íåñêîëüêî ìèëëèîíîâ ëåò ïîä âîçäåéñòâèåì ðàçëè÷íûõ ïîãîäíûõ óñëîâèé ïðåâðàòèëàñü â ìåëêèé ïîðîøîê. Íà Ìàðñå ïîä ñëîåì êîððîçèéíûõ ìèíåðàëîâ æåëåçà, êîòîðûå äàþò ïëàíåòå åå çíàìåíèòûé êðàñíîâàòûé îòòåíîê, ëåæèò òîëñòûé ñëîé êðåìíèåâûõ è êèñëîðîäíûõ ñòðóêòóð, ñîåäèíåííûõ ñ æåëåçîì, àëþìèíèåì è ìàãíèåì. Äîáû÷à ýòèõ ìàòåðèàëîâ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé î÷åíü ñëîæíóþ çàäà÷ó, ïîñêîëüêó çàïàñû è êîíöåíòðàöèÿ ýòèõ âåùåñòâ ìîæåò âàðüèðîâàòüñÿ îò îäíîé îáëàñòè ïëàíåòû ê äðóãîé. Ê ñîæàëåíèþ, ýòà çàäà÷à óñëîæíÿåòñÿ åùå è íèçêîé ãðàâèòàöèåé Ìàðñà êîïàòü â òàêèõ óñëîâèÿõ, èñïîëüçóÿ ïðåèìóùåñòâî ìàññû ãîðàçäî ñëîæíåå. Íà Çåìëå äëÿ äîáû÷è ïîëåçíûõ èñêîïàåìûõ ìû îáû÷íî èñïîëüçóåì áîëüøèå ìàøèíû. Èõ ðàçìåðû è âåñ ïîçâîëÿþò ïðèëàãàòü äîñòàòî÷íî óñèëèé äëÿ òîãî, ÷òîáû «âãðûçàòüñÿ» â ãðóíò. Âåçòè íà Ìàðñ òàêóþ ðîñêîøü áóäåò ñîâåðøåííî íåïîçâîëèòåëüíî. Ïîìíèòå ïðîáëåìó ñòîèìîñòè? Ñ êàæäûì ãðàììîì, êîòîðûé áóäåò îòïðàâëåí íà Ìàðñ, öåíà âñåãî çàïóñêà áóäåò ïîñòîÿííî âîçðàñòàòü. Ïîýòîìó â NASA ðàáîòàþò íàä òåì, êàê ïðîèçâîäèòü äîáû÷ó ìèíåðàëîâ íà Êðàñíîé ïëàíåòå ñ èñïîëüçîâàíèåì ëåãêîâåñíîãî îáîðóäîâàíèÿ.
Êîñìè÷åñêèé ýêñêàâàòîð. NASA ðàçðàáàòûâàåò ðîáîòèçèðîâàííûé ýêñêàâàòîð ñ äâóìÿ ïðîòèâîïîëîæíûìè áàðàáàííûìè êîâøàìè, âðàùàþùèìèñÿ â ïðîòèâîïîëîæíîì äðóã îò äðóãà íàïðàâëåíèè. Òàêîé ïîäõîä ïîçâîëèò ìàøèíå ðàáîòàòü â óñëîâèÿõ íèçêîé ãðàâèòàöèè è èñêëþ÷èò íåîáõîäèìîñòü â ïðèëîæåíèè áîëüøèõ óñèëèé
Çíàêîìüòåñü, RASSOR (Regolith Advanced Surface Systems Operations Robot) àâòîíîìíûé äîáûò÷èê, ðàçðàáîòàííûé ñ åäèíñòâåííîé öåëüþ êîïàòü ðåãîëèò â óñëîâèÿõ íèçêîé ãðàâèòàöèè. Ïðè ðàçðàáîòêå RASSOR (÷èòàåòñÿ êàê «ðåéçîð» îò àíãëèéñêîãî «ëåçâèå») èíæåíåðû NASA óäåëèëè îñîáîå âíèìàíèå åãî ñèñòåìå ñèëîâûõ ïðèâîäîâ. Ïîñëåäíèå ñîñòîÿò èç ìîòîðîâ, ðåäóêòîðîâ è äðóãèõ ìåõàíèçìîâ, ñîñòàâëÿþùèõ îñíîâíóþ ìàññó âñåé óñòàíîâêè. Çäåñü èñïîëüçóþòñÿ áåñêàðêàñíûå äâèãàòåëè, ýëåêòðîìàãíèòíûå òîðìîçà, à òàêæå, ñðåäè ïðî÷èõ âåùåé, 3D-íàïå÷àòàííûå òèòàíîâûå êîðïóñà âñå äëÿ òîãî, ÷òîáû ìèíèìèçèðîâàòü îáùèé âåñ è îáúåì êîíñòðóêöèè. Êàê èòîã, ñèñòåìà îáëàäàåò ïðèìåðíî â ïîëîâèíó ìåíüøåé ìàññîé, ïî ñðàâíåíèþ äðóãèìè ïðèâîäàìè, èìåþùèìè àíàëîãè÷íûå òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè.
Äëÿ ðûòüÿ RASSOR èñïîëüçóåò äâà îïïîçèöèîííûõ áàðàáàííûõ êîâøà, êàæäûé èç êîòîðûõ îñíàùåí íåñêîëüêèìè çóáüÿìè äëÿ çàõâàòà ìàòåðèàëà. Ïðè äâèæåíèè àïïàðàòà áàðàáàííûå êîâøè âðàùàþòñÿ. Ïðèâîäû, êîòîðûå èõ óäåðæèâàþò, îïóñêàþòñÿ è áàðàáàíû, ïîëûå âíóòðè, â áóêâàëüíîì ñìûñëå ñðåçàþò âåðõíèé ñëîé ïîâåðõíîñòíîãî ðåãîëèòà. Äðóãèìè ñëîâàìè, êîìáàéí ïðîèçâîäèò çàáîð ëèøü âåðõíåãî ñëîÿ ìàòåðèàëà, à íå ðîåò âãëóáü. Åùå îäíîé êëþ÷åâîé îñîáåííîñòüþ RASSOR ÿâëÿåòñÿ îïïîçèòíàÿ êîíñòðóêöèÿ áàðàáàíû âðàùàþòñÿ â ðàçíûõ íàïðàâëåíèÿõ. Ýòî ïîçâîëÿåò íå ïðèìåíÿòü áîëüøèå óñèëèÿ äëÿ çàáîðà ãðóíòà â óñëîâèÿõ íèçêîé ãðàâèòàöèè.
Êàê òîëüêî áàðàáàíû RASSOR çàïîëíÿþòñÿ, ðîáîò ïðåêðàùàåò ñáîð è äâèæåòñÿ â ñòîðîíó ïåðåðàáàòûâàþùåé ôàáðèêè. Äëÿ ðàçãðóçêè ðåãîëèòà ìàøèíà ïðîñòî âðàùàåò áàðàáàíû â ïðîòèâîïîëîæíîì íàïðàâëåíèè ìàòåðèàë ïàäàåò ÷åðåç òå æå îòâåðñòèÿ â áàðàáàíàõ, ÷åðåç êîòîðûå ïðîèçâîäèëñÿ åãî ñáîð. Èìåþùàÿ ó ôàáðèêè ñâîÿ ðîáîòèçèðîâàííàÿ ðóêà-ïîäúåìíèê ñîáèðàåò äîñòàâëåííûé ðåãîëèò è îòïðàâëÿåò åãî íà çàãðóçî÷íóþ ëåíòó ôàáðèêè, êîòîðàÿ â ñâîþ î÷åðåäü äîñòàâëÿåò ìàòåðèàë â âàêóóìíóþ ïå÷ü. Òàì ðåãîëèò áóäåò ðàçîãðåâàòüñÿ äî âûñîêèõ òåìïåðàòóð. Ñîäåðæàùèåñÿ â ìàòåðèàëå ìîëåêóëû âîäû áóäóò âûäóâàòüñÿ ñóõîé ãàçîäóâêîé, à çàòåì ñîáèðàòüñÿ ñ ïîìîùüþ îõëàæäàþùåãî òåðìîñòàòà.
Âû âîçìîæíî çàäàåòåñü âîïðîñîì: «à ðàçâå ìàðñèàíñêèé ðåãîëèò èçíà÷àëüíî íå ñóõîé?». Ñóõîé, íî íå âåçäå. Âñå çàâèñèò îò òîãî, ãäå è êàê ãëóáîêî âû áóäåòå êîïàòü.  íåêîòîðûõ îáëàñòÿõ ïëàíåòû âñåãî â íåñêîëüêèõ ñàíòèìåòðàõ ïîä ïîâåðõíîñòüþ èìåþòñÿ öåëûå ïëàñòû âîäíîãî ëüäà. Åùå íèæå ìîãóò íàõîäèòüñÿ ñåðíîêèñëàÿ èçâåñòü è ïåñ÷àíèêè, â êîòîðûõ ìîæåò ñîäåðæàòüñÿ ïðèìåðíî äî 8 ïðîöåíòîâ âîäû îò îáùåé ìàññû ìàññèâà.
Ïîñëå êîíäåíñàöèè îòðàáîòàííûé ðåãîëèò âûáðàñûâàåòñÿ îáðàòíî íà ïîâåðõíîñòü, ãäå RASSOR ìîæåò åãî ïîäîáðàòü è îòâåçòè â áîëåå óäàëåííîå îò ôàáðèêè ìåñòî. Ýòè «îòõîäû» íà ñàìîì äåëå ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé î÷åíü öåííûé ìàòåðèàë, ïîñêîëüêó èç íåãî ïðè ïîìîùè òåõíîëîãèé 3D-ïå÷àòè, êîòîðûå â íàñòîÿùèé ìîìåíò òàêæå ðàçðàáàòûâàþòñÿ â NASA, ìîæíî áóäåò ñîçäàâàòü çàùèòíûå ñîîðóæåíèÿ äëÿ ïîñåëåíèÿ, à òàêæå äîðîãè è ïîñàäî÷íûå ïëîùàäêè.
Ñõåìà äîáû÷è ïîëåçíûõ èñêîïàåìûõ íà Ìàðñå â êàðòèíêàõ:
Ðàçðàáîòêà: Êîëåñíûé ðîáîò ïðîèçâîäèò çàáîð ðåãîëèòà âðàùàþùèìèñÿ êîâøàìè ñ çàáîðíûìè îòâåðñòèÿìè
Òðàíñïîðòèðîâêà: Âðàùàþùèåñÿ â îáðàòíîì íàïðàâëåíèè êîâøè-áàðàáàíû ðàçãðóæàþò ðåãîëèò â ðîáîòèçèðîâàííóþ ðóêó ôàáðèêè
Ïåðåðàáîòêà: Äëÿ èçâëå÷åíèÿ âîäû èç ðåãîëèòà åãî ðàçîãðåâàþò â ïå÷è, ãäå ïðîèñõîäèò ýëåêòðîëèç âîäîðîäà è êèñëîðîäà
Ïåðåäà÷à: Ïîñëå ïîëó÷åíèÿ îïðåäåëåííîãî îáúåìà âåùåñòâà, äðóãàÿ ðîáîòèçèðîâàííàÿ ðóêà, îáîðóäîâàííàÿ ñïåöèàëüíîé çàùèòíîé çàêðûòîé ñèñòåìîé, çàãðóæàåò åãî íà ìîáèëüíûé ðîáîòèçèðîâàííûé òàíêåð
Äîñòàâêà: Òàíêåð äîñòàâëÿåò âîäó, êèñëîðîä è ìåòàí ê æèëèùó ëþäåé è âûãðóæàåò èõ â ðåçåðâóàðû äëèòåëüíîãî õðàíåíèÿ
Èñïîëüçîâàíèå è õðàíåíèå: Àñòðîíàâòû áóäóò èñïîëüçîâàòü âîäó è êèñëîðîä äëÿ äûõàíèÿ, à òàêæå âûðàùèâàíèÿ ðàñòåíèé; òîïëèâî áóäåò õðàíèòüñÿ â âèäå êðèîãåííûõ æèäêîñòåé äëÿ áóäóùåãî èñïîëüçîâàíèÿ
Âñÿ âîäà, êîòîðàÿ áóäåò äîáûâàòüñÿ èç ðåãîëèòà, áóäåò ïðîõîäèòü òùàòåëüíóþ î÷èñòêó. Ìîäóëü î÷èñòêè áóäåò ñîñòîÿòü èç ìíîãîôàçíîé ñèñòåìû ôèëüòðàöèè, à òàêæå íåñêîëüêèõ äåèîíèçèðóþùèõ ïîäëîæåê.
Æèäêîñòü áóäåò èñïîëüçîâàòüñÿ íå òîëüêî äëÿ ïèòüÿ. Îíà ñòàíåò âàæíåéøèì êîìïîíåíòîì äëÿ ïðîèçâîäñòâà ðàêåòíîãî òîïëèâà. Ïðè ðàñùåïëåíèè ìîëåêóë H2O ñ ïîìîùüþ ýëåêòðîëèçà íà ìîëåêóëû âîäîðîäà (H2) è êèñëîðîäà (O2), à çàòåì êîìïðåññèè è ïðåâðàùåíèè â æèäêîñòü, ìîæíî áóäåò ñèíòåçèðîâàòü òîïëèâî è îêèñëèòåëü, êîòîðûå íàèáîëåå ÷àñòî ïðèìåíÿþòñÿ â æèäêîñòíûõ ðàêåòíûõ äâèãàòåëÿõ.
Ñëîæíîñòü çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî æèäêèé âîäîðîä äîëæåí õðàíèòüñÿ ïðè ýêñòðåìàëüíî íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ. Äëÿ ýòîãî NASA õî÷åò ïðåâðàùàòü âîäîðîä â òîò âèä òîïëèâà, êîòîðûé áóäåò ïðîùå âñåãî õðàíèòü: ìåòàí (CH4). Ýòî âåùåñòâî ìîæíî ïîëó÷èòü ïðè ñîåäèíåíèè âîäîðîäà è óãëåðîäà. Ãäå äîáûâàòü óãëåðîä íà Ìàðñå?
Ê ñ÷àñòüþ, íà Êðàñíîé ïëàíåòå åãî î÷åíü ìíîãî. Ìàðñèàíñêàÿ àòìîñôåðà íà 96 ïðîöåíòîâ ñîñòîèò èç ìîëåêóë óãëåêèñëîãî ãàçà. Çàõâàò ýòîãî óãëåðîäà çàäà÷à ñïåöèàëüíîé ìîðîçèëüíîé óñòàíîâêè. Åñëè ãîâîðèòü ïðîñòûìè ñëîâàìè, îíà áóäåò ñîçäàâàòü èç âîçäóõà ñóõîé ëåä.
Ïîëó÷èâ ñ ïîìîùüþ ýëåêòðîëèçà âîäîðîä è äîáûâ óãëåðîäíûé ãàç èç àòìîñôåðû, ñ ïîìîùüþ õèìè÷åñêîãî ïðîöåññà ðåàêöèè Ñàáàòüå èõ ìîæíî áóäåò ñîåäèíèòü â ìåòàí. Äëÿ ýòîãî NASA ðàçðàáàòûâàåò ñïåöèàëüíûé ðåàêòîð.  íåì áóäóò ñîçäàâàòüñÿ íåîáõîäèìûå äàâëåíèå è òåìïåðàòóðà äëÿ ïîääåðæàíèÿ ðåàêöèè ïðåâðàùåíèÿ âîäîðîäà è óãëåêèñëîãî ãàçà â ìåòàí è âîäó â êà÷åñòâå ïîáî÷íîãî ïðîäóêòà.
Ñëåäóþùåé èíòåðåñíîé äåòàëüþ ïåðåðàáàòûâàþùåé ôàáðèêè ÿâëÿåòñÿ îìáèëè÷åñêàÿ ðîáîòèçèðîâàííàÿ ðóêà äëÿ ïåðåäà÷è æèäêîñòåé ê öèñòåðíå ìîáèëüíîãî òàíêåðà. Íåîáû÷íîå â ýòîé ñèñòåìå òî, ÷òî îíà îñîáûì îáðàçîì çàùèùåíà îò âíåøíåé ñðåäû è â ÷àñòíîñòè ïûëè. Ðåãîëèòíàÿ ïûëü î÷åíü ìåëêàÿ è ñïîñîáíà ïðîíèêíóòü ïðàêòè÷åñêè âåçäå. Ïîñêîëüêó ñàì ðåãîëèò ñîñòîèò èç ðàñêðîøèâøåéñÿ âóëêàíè÷åñêîé ïîðîäû, îí î÷åíü àáðàçèâíûé (öåïëÿåòñÿ áóêâàëüíî êî âñåìó), ÷òî ìîæåò ñîçäàòü ñåðüåçíûå ïðîáëåìû äëÿ ðàáîòû îáîðóäîâàíèÿ. Ëóííûå ìèññèè NASA â ïðîøëîì ïîêàçàëè íàñêîëüêî îïàñíî ýòî âåùåñòâî. Îíî íàðóøàëî ïîêàçàíèÿ ýëåêòðîíèêè, ïðèâîäèëî ê çàêëèíèâàíèþ ìåõàíèçìîâ, à òàêæå ñòàíîâèëîñü ïðè÷èíîé ñáîåâ â òåðìîêîíòðîëëåðàõ. Çàùèòà ýëåêòðè÷åñêèõ è æèäêîñòíûõ êàíàëîâ ïåðåäà÷è ðîáîòèçèðîâàííîé ðóêè, êàê è ëþáîé î÷åíü ÷óâñòâèòåëüíîé ýëåêòðîíèêè, ÿâëÿåòñÿ äëÿ ó÷åíûõ îäíîé èç ñàìûõ ïðèîðèòåòíûõ çàäà÷.
Ïðîãðàììèðîâàíèå îìáèëè÷åñêîé ðîáîòèçèðîâàííûé ðóêè äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ ê ìîáèëüíîìó òàíêåðó. Ìàíèïóëÿòîð áóäåò èñïîëüçîâàòüñÿ äëÿ çàïðàâêè òàíêåðîâ æèäêèì òîïëèâîì, âîäîé è êèñëîðîäîì
Íà êàæäîé ñòîðîíå îìáèëè÷åñêîé êàìåðû, óñòàíîâëåííîé íà ðîáîòèçèðîâàííûé ìàíèïóëÿòîð, íàõîäÿòñÿ äâåðöû, äåéñòâóþùèå êàê âîçäóøíûå øëþçû, ïðåäîõðàíÿþùèå âñå âíóòðåííèå êàíàëû îò ïûëè. Äëÿ ñîåäèíåíèÿ êàìåðû ñ ìåõàíèçìîì òàíêåðà òðåáóåòñÿ âûïîëíèòü òðè øàãà: âî-ïåðâûõ, ïîñëå çàïîëíåíèÿ êàìåðû òðåáóåòñÿ íàäåæíî çàêðûòü äâåðöû ñ îáîèõ ñòîðîí, ÷òîáû ñîçäàòü çàùèòíûé àíòèïûëåâîé áàðüåð. Âî-âòîðûõ, â êàæäîé èç äâåðåé îìáèëè÷åñêîé êàìåðû íåîáõîäèìî îòêðûòü íåáîëüøèå óïëîòíèòåëüíûå îòâåðñòèÿ, ÷åðåç êîòîðûå áóäåò ïðåäîñòàâëÿòüñÿ äîñòóï ê êàíàëàì ïåðåäà÷è ðåñóðñîâ, óñòàíîâëåííûì íà ñïåöèàëüíîé äâèæóùåéñÿ ïëàñòèíå. Â-òðåòüèõ, òðåáóåòñÿ âûðîâíÿòü ïîëîæåíèå êàíàëîâ ïåðåäà÷è îìáèëè÷åñêîé êàìåðû è êàíàëîâ ïðèåìà ìàòåðèàëà ìåõàíèçìîì òàíêåðà, òî÷íî ñîåäèíèâ ìåæäó ñîáîé êàê ýëåêòðè÷åñêèå, òàê è æèäêîñòíûå êîííåêòîðû.
Ðîáîòèçèðîâàííûé ìàíèïóëÿòîð òîïëèâîïåðåðàáàòûâàþùåé ôàáðèêè áóäåò ïîìåùàòü îìáèëè÷åñêóþ êàìåðó íà ìîáèëüíûé ðîáîòèçèðîâàííûé òàíêåð, à çàòåì ðàçãðóæàòü ïðîèçâåäåííûå ìàòåðèàëû. Ñèñòåìà çàïðàâêè â ýòîì ñëó÷àå áóäåò î÷åíü ïîõîäèòü íà çàïðàâî÷íûå ñòàíöèè íà Çåìëå, íî âìåñòå áåíçèíà, îíà áóäåò ïåðåêà÷èâàòü âîäó. Èëè æèäêèé êèñëîðîä. Èëè æèäêèé ìåòàí. Èëè âñå âìåñòå ñðàçó.
Íåäàâíî èíæåíåðû, çàíèìàþùèåñÿ ðàçðàáîòêîé ýòîãî ïðîåêòà, ïðîâåëè òåñòîâóþ äåìîíñòðàöèþ óñòàíîâêè âî Ôëîðèäå. Íà ýòîì ýòàïå ó÷åíûì ïðèøëîñü ïðèáåãíóòü ê ìîäåëèðîâàíèþ ïðîöåññîâ ýëåêòðîëèçà è ñàìîé ïå÷è äëÿ ñîêðàùåíèÿ ðàñõîäîâ è ñëîæíîñòè óñòàíîâêè. Êðîìå òîãî, áûëà ïðîâåäåíà ñèìóëÿöèÿ ïîëó÷åíèÿ ñ ïîìîùüþ âîäû òðåõ ïðîäóêòîâ ïåðåðàáîòêè. Íî â ýòîì ñëó÷àå óæå èñïîëüçîâàëèñü ïðîòîòèïû êàê àïïàðàòíûõ, òàê è ïðîãðàììíûõ ñðåäñòâ äëÿ âñåõ ÷àñòåé óñòàíîâêè.
Îáúåäèíèâ âñå ÷àñòè âìåñòå, èíæåíåðû Swamp Works ñìîãëè âûÿñíèòü íàëè÷èå òåõ èëè èíûõ ïðîáëåì â äèçàéíå, à òàêæå îïðåäåëèòü íåêîòîðûå âàæíûå äåòàëè, êîòîðûå íåâîçìîæíî áûëî áû îïðåäåëèòü, åñëè áû ïîäîáíûå òåñòû ïðîâîäèëèñü óæå íà ïîñëåäíèõ ñòàäèÿõ ðàçðàáîòêè è èíòåãðàöèè. Ïî ñëîâàì ðàçðàáîò÷èêîâ, áûñòðîå ñîçäàíèå ïðîòîòèïà è ðàííÿÿ èíòåãðàöèÿ ÿâëÿþòñÿ îòëè÷èòåëüíûé ïîäõîäîì ê ðàáîòå èõ êîìàíäû. Áëàãîäàðÿ ýòîìó ìîæíî áûñòðî âûÿñíèòü ðàáîòîñïîñîáíîñòü òîé èëè èíîé èäåè, à òàêæå îïðåäåëèòü âñå èìåþùèåñÿ íåäîñòàòêè åùå íà ðàííåé ñòàäèè.
Ñóòü ìàðñèàíñêîé ðàêåòíî-òîïëèâíîé ôàáðèêè çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî âñå ýòî îáîðóäîâàíèå áóäåò óïàêîâàíî â íåáîëüøóþ óäîáíóþ êîðîáêó, äîñòàâëåíî íà Êðàñíóþ ïëàíåòó, à çàòåì ñàìîñòîÿòåëüíî ðàñïàêóåòñÿ è ïðèñòóïèò ê âûïîëíåíèþ ñâîåé çàäà÷è çàäîëãî äî òîãî, êàê íà Ìàðñ ïðèáóäóò ïåðâûå ëþäè. Ðàçðàáîòêà ïèëîòèðóåìûõ ýêñïåäèöèé íà Ìàðñ áóäåò çàâèñåòü îò ýôôåêòèâíîñòè ýòîé àâòîíîìíîé ôàáðèêè. Âåäü áåç íåå ëþäè íå ñìîãóò âåðíóòüñÿ îáðàòíî íà Çåìëþ ïî çàâåðøåíèþ ñâîåé âàõòû. Êðîìå òîãî, â NASA òàêæå ðàáîòàþò êîìàíäû, êîòîðûå çàíèìàþòñÿ âîïðîñàìè âûðàùèâàíèÿ âñåâîçìîæíûõ ïðîäóêòîâ ïèòàíèÿ (âêëþ÷àÿ êàðòîôåëü). Íîâûé óðîæàé ïëàíèðóåòñÿ âûðàùèâàòü îïÿòü æå àâòîíîìíûì ñïîñîáîì âî âðåìÿ îòïðàâêè ëþäåé Ìàðñ è èõ ïîëåòîâ îáðàòíî íà Çåìëþ, ÷òîáû ëþäåé âñåãäà æäàë ñâåæèé óðîæàé.
 îáùåì, ïðîåêò ïî-íàñòîÿùåìó ãèãàíòñêèé è òðåáóåò òùàòåëüíîé ïîäãîòîâêè.
Ó NASA èìååòñÿ áîëüøîé çàïàñ îïûòà ðàáîòû àâòîíîìíûõ ðîâåðîâ è ïîñàäî÷íûõ ìîäóëåé íà Ìàðñå. Íàïðèìåð, ñàìûå ïîñëåäíèå ìàðñîõîäû «Êüþðèîñèòè», âûñàäèâøèéñÿ íà Êðàñíóþ ïëàíåòó â 2012 ãîäó è «Ìàðñ 2020», êîòîðûé îòïðàâèòñÿ òóäà â 2020 ãîäó îáëàäàþò è áóäóò îáëàäàòü âûñîêèì óðîâíåì àâòîíîìíîñòè. Îäíàêî ñîçäàíèå, äîñòàâêà è èñïîëüçîâàíèå ìàðñèàíñêîé ðàêåòíî-òîïëèâíîé ôàáðèêè â äîëãîâðåìåííîé ïåðñïåêòèâå è ñ ìàêñèìàëüíûì óðîâíåì àâòîíîìíîñòè ïîòðåáóåò èñïîëüçîâàíèÿ òàêèõ òåõíîëîãèé, êîòîðûå âûâåäóò êîñìè÷åñêóþ èíæåíåðèþ íà ñîâåðøåííî íîâûé óðîâåíü.
Äëÿ èñïûòàíèÿ ðîáîòà-ýêñêàâàòîðà NASA èñïîëüçóåò çàêðûòóþ ïëîùàäêó, çàñûïàííóþ áîëåå ÷åì ñîòíåé òîíí ðàçäðîáëåííîé âóëêàíè÷åñêîé ïîðîäû. Ìèíåðàëû ñëóæàò â êà÷åñòâå àíàëîãà ìåëü÷àéøåé è àáðàçèâíîé ìàðñèàíñêîé ïûëè
Äëÿ íà÷àëà êîñìè÷åñêîé êîëîíèçàöèè ó÷åíûì è èíæåíåðàì ïðåäñòîèò ðåøèòü ìíîæåñòâî òåõíè÷åñêèõ çàäà÷. Íàïðèìåð, î÷åíü âàæíî îïðåäåëèòü, ïîäõîäèò ëè êàæäàÿ ðàçðàáàòûâàåìàÿ ïîäñèñòåìà óñòàíîâêè ïî äîáû÷å ïðèðîäíûõ ìàðñèàíñêèõ ðåñóðñîâ äëÿ ìàñøòàáèðîâàíèÿ. Ñìîæåò ëè îíà óäîâëåòâîðÿòü âñå ïîòðåáíîñòè è âûéòè íà òîò óðîâåíü ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòè, êîòîðûé áóäåò íåîáõîäèì â ðàìêàõ ïèëîòèðóåìûõ ìèññèé íà Êðàñíóþ ïëàíåòó.
Ñîãëàñíî íåäàâíèì ïîäñ÷åòàì ñïåöèàëèñòîâ NASA, ïîäîáíàÿ ñèñòåìà ïðèìåðíî çà 16 ìåñÿöåâ äîëæíà áóäåò ïðîèçâîäèòü îêîëî 7 òîíí æèäêîãî ìåòàíà è îêîëî 22 òîíí æèäêîãî âîäîðîäà. Èñõîäÿ èç ýòîãî, äëÿ ìàêñèìàëüíîé îòäà÷è íåîáõîäèìî î÷åíü òî÷íî îïðåäåëèòü íàèáîëåå ïîäõîäÿùèå ìåñòà äëÿ ðàçâåðòûâàíèÿ ôàáðèêè ïî ñáîðó è ïåðåðàáîòêå ðåñóðñîâ. Êðîìå òîãî, íåîáõîäèìî ðàññ÷èòàòü ñêîëüêî ýêñêàâàòîðîâ RASSOR ïîòðåáóåòñÿ äîñòàâèòü íà Ìàðñ, à òàêæå ñêîëüêî ÷àñîâ â ñóòêè èì íåîáõîäèìî áóäåò ðàáîòàòü, ÷òîáû âûéòè íà çàäàííûé ïëàí äîáû÷è.  êîíöå êîíöîâ íóæíî ïîíÿòü íàñêîëüêî áîëüøîé äîëæíà áûòü ìîðîçèëüíàÿ óñòàíîâêà äëÿ óãëåðîäà, ðåàêòîð Ñàáàòüå, à òàêæå ñêîëüêî âñå ýòî äîáðî áóäåò ïîòðåáëÿòü ýíåðãèè.
Òàêæå ó÷åíûì íåîáõîäèìî ïðåäóñìîòðåòü âîçìîæíûå ôîðñ-ìàæîðíûå ïðîáëåìû, êîòîðûå ìîãóò ïîìåøàòü äîáû÷å è ïåðåðàáîòêå ðåñóðñîâ, ïîòåíöèàëüíî çàäåðæàâ îòïðàâêó ñëåäóþùåé ýêñïåäèöèè íà Êðàñíóþ ïëàíåòó. Íåîáõîäèìî îöåíèòü âñå âîçìîæíûå ðèñêè, ñâÿçàííûå ñ ýòèìè ïðîáëåìàìè è çàðàíåå ðàçðàáîòàòü ïðàâèëüíûå è áûñòðûå ïóòè èõ ðåøåíèÿ, âîçìîæíî îñíàñòèâ ñèñòåìó äóáëèðóþùèìè ýëåìåíòàìè äëÿ âðåìåííîé çàìåíû âûøåäøåãî èç ñòðîÿ îáîðóäîâàíèÿ.
Íåîáõîäèìî óáåäèòüñÿ, ÷òî ðîáîòèçèðîâàííûå òåõíîëîãèè ñìîãóò ïîääåðæèâàòü îïåðàöèîííóþ äåÿòåëüíîñòü áåç îñòàíîâêè è íåîáõîäèìîñòè â îáñëóæèâàíèè â òå÷åíèè íåñêîëüêèõ ëåò, ïîýòîìó èõ ðàçðàáîòêà áóäåò ïðîõîäèòü â ñòðîãîì ñîîòâåòñòâèè ñ óñòàíîâëåííûìè ñòàíäàðòàìè. Íàïðèìåð, ïîòðåáóåòñÿ ìàêñèìàëüíî ñíèçèòü îáúåì èñïîëüçóþùèõñÿ äâèãàþùèõñÿ ÷àñòåé. Òàêèì îáðàçîì ìîæíî áóäåò ìèíèìèçèðîâàòü âîçäåéñòâèå ðåãîëèòíîé ïûëè íà ýôôåêòèâíîñòü âñåé ñèñòåìû. Åñëè æå ïîäîéòè ê âîïðîñó ñ äðóãîé ñòîðîíû è íà÷àòü ðàçðàáàòûâàòü äâèãàþùèåñÿ ÷àñòè ñ áîëåå âûñîêîé óñòîé÷èâîñòüþ ê ïûëè, òî ýòî íå òîëüêî óñëîæíèò âñþ ñèñòåìó â öåëîì, íî åùå è äîáàâèò ê íåé ëèøíåãî âåñà, êîòîðûé, êàê óæå ãîâîðèëîñü, ðàâíîöåíåí çîëîòó.
Ó÷åíûì òàêæå ïðåäñòîèò âûÿñíèòü, êàêèì îáðàçîì è â êàêèõ ïðîïîðöèÿõ ìåëêèé è òâåðäûé ðåãîëèò ñìåøàí ñî ëüäîì ïîä ïîâåðõíîñòüþ Ìàðñà. Ýòè äàííûå ïîìîãóò áîëåå ýôôåêòèâíî ïîäãîòîâèòü ýêñêàâàòîðû äëÿ äîáû÷è ðåñóðñîâ. Íàïðèìåð, òåêóùàÿ âåðñèÿ êîâøà RASSOR íàèáîëåå ïðèñïîñîáëåíà äëÿ ñáîðà ðåãîëèòà, ñìåøàííîãî ñ êóñêîâûì ëüäîì. Îäíàêî äàííûé äèçàéí áóäåò ìåíåå ýôôåêòèâåí ïðè íåîáõîäèìîñòè «âãðûçàòüñÿ» â áîëåå êðóïíûå ïëàñòû òâåðäîãî ëüäà. Äëÿ ðàçðàáîòêè áîëåå ïîäõîäÿùåãî îáîðóäîâàíèÿ íåîáõîäèìî ïîëó÷èòü òî÷íîå ïðåäñòàâëåíèå î ðàñïðåäåëåíèè ëüäà íà Ìàðñå. Äðóãîé âàðèàíò ðàçðàáîòàòü áîëåå ïðî÷íîå, áîëåå ñëîæíîå, áîëåå òÿæåëîå è óíèâåðñàëüíîå îáîðóäîâàíèå, êîòîðîå ñìîæåò ðàáîòàòü ñ ëþáûì âèäîì ïî÷âû è ïëîòíîñòüþ ëåäÿíûõ ïëàñòîâ. Íî, îïÿòü æå, ýòî ëèøíèå òðàòû.
Åùå íóæíî ðåøèòü âîïðîñû, ñâÿçàííûå ñ äîëãèì õðàíåíèåì ñâåðõîõëàæäåííûõ æèäêîñòåé. Òåõíîëîãèè õðàíåíèÿ âåùåñòâ è ìàòåðèàëîâ ïîä âûñîêèì äàâëåíèåì ïîñòîÿííî ñîâåðøåíñòâóþòñÿ, íî ñìîãóò ëè ñîâðåìåííûå òåõíîëîãèè ðàáîòàòü íà ïîâåðõíîñòè Ìàðñà ïðîäîëæèòåëüíîå êîëè÷åñòâî âðåìåíè?
 îáùåì, â áëèæàéøèå ãîäû ó÷åíûå NASA áóäóò çàíèìàòüñÿ ðåøåíèåì âñåõ ýòèõ ïðîáëåìíûõ âîïðîñîâ. Èíæåíåðû Swamp Works â ñâîþ î÷åðåäü ïðîäîëæàò ïîâûøàòü ýôôåêòèâíîñòü è ãîòîâíîñòü âñåõ ðàçðàáàòûâàåìûõ êîìïîíåíòîâ èõ ñèñòåìû. Ýêñêàâàòîðû ïëàíèðóþò ñäåëàòü åùå áîëåå êðåïêèìè è ëåãêèìè. Ïîñëå ýòîãî ïëàíèðóåòñÿ ïðèñòóïèòü ê èõ èñïûòàíèÿì â èñêóññòâåííî ñîçäàííûõ è ìàêñèìàëüíî ïðèáëèæåííûõ ê ìàðñèàíñêèì óñëîâèÿõ. Ó÷åíûå òàêæå õîòÿò ïîâûñèòü êà÷åñòâî è ýôôåêòèâíîñòü ïå÷è, ñèñòåìû ýëåêòðîëèçà, à òàêæå ðàçðàáîòàòü ìàñøòàáèðóåìóþ ìîäåëü ðåàêòîðà Ñàáàòüå è õîëîäèëüíîé óñòàíîâêè äëÿ ïðîèçâîäñòâà óãëåðîäà. Ðàçðàáîò÷èêè óâåðåíû, ÷òî ðåøåíèå ýòèõ è ìíîãèõ äðóãèõ çàäà÷, ïðèâåäåò ê òîìó, ÷òî ïûëåñáîðî÷íûé ïðîòîòèï ïåðåñòàíåò áûòü ïðîòîòèïîì è â êîíöå êîíöîâ çàéìåòñÿ íàñòîÿùåé ðàáîòîé íà ïîâåðõíîñòè Ìàðñà, îáåñïå÷èâàÿ áóäóùèõ êîëîíèñòîâ âñåìè íåîáõîäèìûìè äëÿ æèçíè ðåñóðñàìè.
Источник