🤙🏿 🏂🏻 👨🏿‍💻 مشاريع قاعدة القمر: أمس واليوم 🧙🏼 🔅 ☂️

في عام 1976 ، انطلقت كبسولة عودة مسبار الفضاء السوفيتي لونا -24 من سطح القمر. سوف تطير بنجاح إلى الأرض ، في عام 1978 ، سيتم العثور على الماء في عمود من التربة ، ولكن لونا -24 ستكون آخر جهاز في "العصر الذهبي" لدراسة القمر. سيدخل المسبار التالي مداره فقط في عام 1990 ، بعد 14 عامًا ، وسيحدث الهبوط الناعم التالي فقط في عام 2013 ، بعد ما يصل إلى 37 عامًا. ليس من المستغرب أن تصبح مشاريع القواعد القمرية نادرة. ولكن بعد فترة من الاهتمام بالقمر ، بدأت مشاريع القواعد القمرية في الظهور مرة أخرى ، خاصةً منذ ظهور تقنيات جديدة يمكن استخدامها في استكشاف القمر.

ابتلاع أولاً

لقد جمع مشروع 1986 بالفعل فكرتين لا تزالان مهمتين - البناء النشط القائم على الموارد المحلية ونشر الوحدات النمطية من موقع النقل. إذا ، في مشاريع الخمسينات والستينات، القاعدة ، في أحسن الأحوال ، كانت مغطاة بالأساليب القديمة ، أو تم حفر نفق في جدار الحفرة ، ثم هنا ، كحماية ضد النيازك والأشعة الكونية ودرجات الحرارة القصوى ، تم اقتراح إنتاج الخرسانة القمرية بدلاً من الأسلاف. في الظروف المختبرية ، تم صنع مكعب من بوصة واحدة (2.54 سم) من الخرسانة من أربعين جرامًا من التربة القمرية الحقيقية ، والتي تبين أنها كانت أقوى مرتين من الخرسانة الأرضية العادية. لإنتاج الخرسانة ، هناك حاجة إلى الماء ، فمن غير المنطقي للغاية حملها من الأرض ، ومن الصعب جدًا إنتاجها على الفور. لذلك ، في السنوات اللاحقة ، أجرى العلماء تجارب على الخرسانة القمرية باستخدام الكبريت. من السهل الحصول على الكبريت على القمر ، وكان للمادة الناتجة خصائص جيدة جدًا.

تم اقتراح فكرة نشر الوحدات النمطية من موقع النقل لأول مرة في تصميم قاعدة زفيزدا السوفيتية ، ولكن الوحدات كانت جامدة هناك. واقترح أيضًا استخدام وحدات قابلة للنفخ ، والتي ، تحت قبة خرسانية ، يمكن أن تتحول من حاويات صغيرة إلى مباني عمل وسكنية كاملة دون خطر التعرض لللكم من نيزك. هنا فيديو غريب عن هذا المشروع:

التسعينات القمرية

في عام 1989 ، في الذكرى العشرين لهبوط الرجل على سطح القمر ، أعلن الرئيس الأمريكي جورج دبليو بوش عن البرنامج ، الذي أصبح يعرف فيما بعد باسم مبادرة استكشاف الفضاء (SEI). كان من المفترض أن تبني محطة الحرية المدارية ، وتعيد الرجل إلى القمر بشكل مستمر ، وتطير إلى المريخ. مع مثل هذا الحافز ، ظهرت في الولايات المتحدة عدة مشاريع متطورة لقواعد القمر.

أول مخفر قمري (FLO) ، 1992
في عام 1992 ، بدا هذا المشروع متناقضًا - في عصر مكوكات الفضاء القابلة لإعادة الاستخدام ، كانت جميع عناصر FLO قابلة للتخلص منها. جلب الصاروخ الفائق الثقل ، المبني على أساس تقنيات Saturn-V ، وحدتين إلى القمر - مأهولة وغير مأهولة:

سحب الوحدة المأهولة

يبلغ ارتفاع الوحدة غير المأهولة 14 مترًا ، وبعد الهبوط ، تزن 35 طنًا. على متن الطائرة كانت إمدادات للبعثة تستغرق 45 يومًا. كانت الوحدة النمطية لمحطة الحرية بمثابة كتلة حية ، وتم توفير إمدادات الطاقة بواسطة الألواح الشمسية.

وحدة غير مأهولة على سطح القمر كان

للوحدة المأهولة كتلة أولية تبلغ 95 طنًا ، ثلثاها وقود ، وطاقم مكون من 4 أشخاص. على عكس مهام أبولو ، هبطت الوحدة المأهولة على القمر ككل. لم يكن اقتصاديًا للغاية من وجهة نظر الوقود ، ولكن في هذه الحالة كان من الممكن اختيار هبوط أي جزء من القمر - يمكن أن يهبط أبولو مع مخطط اجتماع مدار القمر فقط في المنطقة الاستوائية.

الوحدة المأهولة

تضمنت الرحلة التي استغرقت 45 يومًا ثلاث مخارج سطحية مدتها ثماني ساعات لكل رائد فضاء وتسع رحلات متجولة تصل إلى 25 كم. بلغ وزن المعدات العلمية ثلاثة أطنان ، تضمنت مجموعات للتجارب في الفيزياء والجيولوجيا وعلم الفلك وعلم الأحياء. أيضا ، كان على رواد الفضاء إجراء تجارب لاستخراج الموارد المفيدة وإنتاج مواد البناء من regolith القمر.

دمر المشروع بسبب التكلفة العالية ونقص الاستخدام التجاري للتكنولوجيا بالتوازي مع استكشاف القمر - كان صاروخًا ثقيلًا جدًا غير ضروري لإطلاق الأقمار الصناعية التجارية. وانخفض طموح برنامج SEI بشكل حاد - على الرغم من الانتصار في الحرب الباردة ، كان لدى الولايات المتحدة مشاكل اقتصادية كافية.

لونوكس ، 1993
ولدت التكلفة العالية لـ FLO مشروعًا بذل قصارى جهده لتوفير المال. هل الولايات المتحدة ليس لديها صاروخ فائق الثقل؟ لكن الحرب الباردة انتهت ، ويمكنك التفاوض مع روسيا التي تملك الطاقة. ويمكن إطلاق رواد الفضاء على تعديلات مكوك الفضاء ، والتي بدلاً من سفينة قابلة لإعادة الاستخدام ، يمكنك وضع مرحلة لمرة واحدة. هل تكلفة جلب الوقود إلى القمر باهظة الثمن؟ حسنًا ، سنجلب الهيدروجين فقط ، وسنحصل على الأكسجين.

كان من المفترض أن المكونات غير المأهولة سيتم إطلاقها على Energia:

وسيطير رواد الفضاء على تعديل مكوك لمرة واحدة:

ولكن في حالة الحوادث أو التأخير ، تم تصميم مكونات النظام بشكل عام ويمكن إطلاقها على أي من مركبي الإطلاق.

أولاً ، طار مفاعل ومصنع أكسجين إلى القمر. أرسلت الرحلة الثانية مجموعة من ست آلات - اثنين من "الحصادات" جمعت التربة ، واثنان من "الناقلات" المنقولة بالأكسجين ، واثنين من "اللوادر" لاستخدامها في العمل مع الأحمال الثقيلة. ووصلت الرحلات التالية إلى رحلتين ، العقدة المركزية للمحطة ، ومصادر الطاقة المتنقلة ، والمعدات العلمية ، والمواد الاستهلاكية وقطع الغيار.

يوجد مصنع للأكسجين قيد التشغيل ، ويوجد في المقدمة "حصادة" على اليسار و "ناقلة" على اليمين ،

وبعد ستة عمليات إطلاق بدون طيار من Energia / Shuttle-S ، كان على شخصين الذهاب إلى القمر أولاً لمدة أسبوعين - لجمع القاعدة. يمكن أن تستوعب القاعدة المجمعة بالكامل بعد ذلك أربع بعثات تستمر حتى 45 يومًا. تطلبت اللوازم لكل بعثة إطلاقًا منفصلًا بدون طيار.

قاعدة مجمعة

يمكن لمركبتين متجولتين مع مصادر طاقة متنقلة الذهاب في بعثات على بعد مئات الكيلومترات. وبعد 45 يومًا ، تم إعادة تزويد الوحدة المأهولة بالوقود بعشرة أطنان من الأكسجين المستخرج من التربة وإرسالها إلى الأرض:

ولكن في عام 1993 ، أعيد توجيه وكالة ناسا بالفعل إلى بناء محطة الفضاء الدولية وخطط الرحلات إلى المريخ.

الوصول المبكر
للقمر (ELA) ، 1993 أدت الرغبة في تقليل تكلفة البعثات القمرية إلى مشروع ELA ، الذي حقق أقصى استفادة من الخبرة الحالية. في البداية ، أطلق صاروخ Arian-5 أو Titan-IV كتلة الداعم Centaurus في المدار. ثم ، تم وضع الوحدة المأهولة على أساس أبولو في المدار بواسطة مكوك الفضاء ، وتم إرساءها مع المرحلة العليا وإرسالها إلى القمر.

الإرساء مع معزز في مدار الأرض

LANTR ، 1994
يتطلب الأمر الكثير من الوقود للسفر إلى القمر ، والهبوط على سطحه ، والبدء والعودة إلى الأرض. أدت الرغبة في تقليل حجم الوقود لكل مهمة إلى مشروع LANTR مثير للاهتمام - بالنسبة للرحلات "مدار الأرض - مدار القمر" كان من المفترض أن تستخدم قاطرة نووية وسيارة مأهولة تعتمد على ISS بين الرحلات الجوية. وبالنسبة للرحلات الجوية "مدار القمر - سطح - مدار" - مكوك على محركات كيميائية ، يتم جلب الهيدروجين من الأرض على مكوك نووي ، ويتم استخراج الأكسجين من تربة القمر.

إطلاق مكوك نووي من مدار الأرض

"الفأر" بالروسية

"التسعينات المحطمة" لا يمكن أن تحطم أحلام الفضاء تمامًا. ولم يرغب المطورون المحليون في فقدان راحة تنقل قاعدة زفيزدا. ونتيجة لذلك ، في السنوات 93-95 ، المصمم I.A. كوزلوف والفلكي V.V. شيفتشينكو ، الذي عمل في معهد الدولة الفلكي. طور ستيرنبرغ مشروعًا لقاعدة متنقلة بالكامل. توجد ثلاث أسطوانات بقطر 5 أمتار وارتفاع 7 أمتار على ثلاثة أعمدة بمحرك كاتربيلر ، وكان من المقرر تجميع الهيكل في المدار والهبوط على القمر ككل. ثم ، للحماية من الأشعة الكونية ، تمتلئ الفراغ بين الأسطوانات بتربة قمرية. بقي انتظار السفينة القمرية مع الطاقم ، ويمكن أن تصطدم "الناقلة العملاقة القمرية" بالطريق.

بالمناسبة ، تقع الألواح غير الشمسية في الأعلى. كان من المفترض أن يقترب مفاعل نووي من القاعدة المتحركة وينقل 100 كيلو واط من الطاقة في نطاق الميكروويف. أعلى البناء ، ما يسمى وعمل "المستقيم" كهوائي ومستقبل لهذا الإشعاع.

ديجا فو

في عام 2004 ، أعلن الرئيس جورج دبليو بوش (الابن الآن) عن برنامج للعودة إلى القمر. كجزء من برنامج Constellation ، تم النظر في العديد من الخيارات للبعثات القمرية ، والتي اعتمدت على حلول تكنولوجية مثيرة للاهتمام. على سبيل المثال ، يمكن تحميل الوحدات الأساسية على هيكل ذي عجلات سداسية خاصة ونقلها عليها:

وفي المقدمة يوجد طائرتان LER (Lunar Electric Rover) ، تم بناء نموذج أولي له بالحجم الكامل ، تم اختباره على الأرض وحتى الآن مسلية مع لقطات مذهلة .

ولكن في عام 2010 ، أغلق الرئيس أوباما برنامج كوكبة ، والآن ناسا ، مثل 20 عامًا ، تستهدف المريخ.

مبادرة خاصة

ظهر مشروع مثير للاهتمام في السنوات الأخيرة في روسيا. يتضمن مشروع "Luna Seven" لشركة Lin Industrial استخدام التطورات المحلية القائمة. من المفترض استخدام Soyuz المحترف كسفينة مأهولة (ظهرت الفكرة مؤخرًا لاستخدام TKS ، التي طارت في إصدار البضائع في الثمانينيات) ، لجعل المرحلة العليا على أساس Frigate ، وإطلاقها بواسطة Angara. يدعى جبل مالابرت بالقرب من القطب الجنوبي للقمر كهدف. هناك سيكون من الممكن الاستغناء عن مفاعل نووي ، فقط الألواح الشمسية ، وفي أسفل الفوهات يجب أن يكون الماء. الحل المثير للاهتمام هو الحماية من الإشعاع والنيازك - لا تمتلئ الوحدات بالتربة مباشرة ، ولكنها تضع سقفًا فوقها ، مغطى بالفعل بالتربة. سيسمح لك هذا المخطط بإعادة بناء القاعدة دون مشاكل في حفر الوحدات النمطية.لمزيد من المعلومات، راجعالعروض التقديمية .

توجد في المقدمة مركبة مأهولة على اليسار ، وناقلة بها وقود لرحلة العودة إلى اليمين. تظهر الوحدات الأساسية ومحطة الطاقة الشمسية في الخلفية.

الإطار من عرض تقديمي مع مخطط أساسي

تقنيات جديدة

يُعرف المدير الجديد لوكالة الفضاء الأوروبية ، يوهان ديتريش فيرنر ، بأنه مؤيد لفكرة القاعدة القمرية. من الغريب والرمزي أن مشروع وكالة الفضاء الأوروبية الحالي يشبه إلى حد ما مشروع 1986. يُقترح مرة أخرى استخدام وحدة قابلة للنفخ ، ولكن طابعة ثلاثية الأبعاد استبدلت الخرسانة القمرية - ستقوم المركبة المتجولة بطباعة قاعدة مسامية وتملأها بتربة قمرية مجمعة. من المتوقع أن يستغرق بناء الطلاء الخارجي حوالي ثلاثة أشهر. يوضح الفيديو الفكرة ويمكن فهمها بدون ترجمة:

العودة إلى القمر ليست شأنا سريعا ، التكنولوجيا لا تقف مكتوفة الأيدي ، أعتقد أننا سنرى العديد من الأفكار الأكثر إثارة للاهتمام لقواعد القمر.

منشورات مماثلة على علامة "استكشاف القمر" .