СМЕЛЫЕ ПРОЕКТЫ

В предыдущих моих статьях («ТМ», № 9 за 1999 г. и № 4 за 2001 г.) подробно рассказывалось о солнечной электростанции, с абжающеи Землю энергией по СВЧ-лучу, соорудить которую удобнее всего не в открытом космосе, а на поверхности Луны. Было показано также, что создавать такую станцию исключительно из конструкций и материалов, доставляв мых с Земли, совершенно невоз можнс, поскольку в этом случае одни только продукты сгорания ракетного топлива нанесут ее экологии такой вред, что его даже отчасти не ком енсирует ожидаемая польза от космического энергопроизводства.

Это последнее положение относится и к любым другим крупномасштабным космическим проектам, будь то дальние межпланетные полеты, оборона Земли от опасных астероидов или — тем более — вынос с нашей планеты эк логически опасных производств. Однако встает вопрос: насколько возможна организация производства нужных материалов и конструкций вне Земли, не есть ли это задача отдаленного будущего?

Ни в коем случае! Несложные расчеты и обобщение сведений об уже известных технологических разработках показывают, что космическое пр изводство, опирающееся на кос-мичес ое же сырье, абсолютнс реально, более того — уже сейчас может быть экономически оправданным. Но, естественно, «бумажных» проработок тут мало такие сложные технические комплексы должны доказать свою работоспособность в реальных условиях. На мой взгляд, лучшим доказательством работоспособности «Лунмаша» (назовем его так по аналогии с «заводом заводов» — «Уралмашем») будет постройка именно таким образом лунной энергосистемы (ЛЭС).

РЕШАЕМАЯ ЗАДАЧА. При создании ЛЭС будут продемонстрированы возможности:

— организации на Луне крупнотоннажного роботизированного промышленного производства из лунного сырья (реголита) веществ, материалов и агрегатов для создания и быстрого развертывания собственно энергоизлучатель-ногокомпл кса(ЭИК);

— организации производства лунного ракетного топлива для двигателей транспортных аппаратов космической транспортной системы (ТКС), доставляющей с Земли (с околоземной орбиты) оборудование собственно лунной производственной базы, жилого комплекса и инфраструктуры лунного космодрома;

— создания и функционирования самих транспортных аппаратов — межорбитального буксира (МБ) и лунной ракеты (ЛР) как непрерывного транспортного конвейера Земля — Луна — Земля, доставляющего к Луне оборудование, к Земле — топливо пилотируемых ракет, обеспечивающего смену персонала

лунной базы, а также доставку с помощью МБ с околоземной на геостационарную орбиту управляемого отражателя — ретранслятора СВЧ-лучей;

— апробации функционирования всех элементов ЛЭС, включая формирование «острого» микроволнового луча, наведение его на наземную приемную станцию и на промежуточный геостационарный отражатель, измерение реальной величины и распределения интенсивности микроволнового излучения в зоне вокруг приемной антенны в целях подтверждения безопасности населения и персонала.

Наиболее важный довод в пользу создания «мини-ЛЭС» — необходимость показать возможность создания полномасштабной системы в сжатые сроки (несколько лет). Поскольку мини-станция по уровню мощности соответствует единичному энергетическому каналу (модулю) будущей штатной ЛЭС, это явится и доказательством реализуемости будущей модульной ЛЭС тераватт-ного класса. Чтобы обосновать выбор очередности создания лунной производственной базы, напомним основные параметры демонстрационной ЛЭС.

Размещение ЛЭС на экваторе вблизи точки «Земля — Луна»; мощность на выходе из земной приемной антенны (ректенны) в лунный полдень — 20 млн кВт; диаметр излучающей фазированной антенной решетки (ФАР) — 20 км; масса системы ФАР + солнечная батарея (СБ) — 30 тыс. т (масса основного, массообра-зующего, элемента СБ — железной подложки — 25 тыс. т); масса электрогенериру-ющего слоя (толщиной 1 мкм) кремния — 1,5 т.

Сверхчистый кремний (так называемой «солнечной» чистоты, близкой к чистоте кремния для традиционных космических СБ из монокристаллов), наносимый на лунном заводе на железную фольгу, доставляется с Земли в виде жидкого соединения — силана (SiH<) в баке диаметром 2 м. Ширина железных лент подложки — 0,5 м, толщина — 10 мкм, длина — до 20 км (в сред-

«ЛУН1

нем — 17 км). Мощность единичной ра-диоизлучающей антенны в составе ФАР — 90 мВт. Длина волны излучения — 5,2 см, (частота — 5,7 ГГц). Мощность единичного твердотельного транзистора ФАР, работающе о в режиме двухкаскадного усилителя, 28 Вт.

Один транзистор снабжает энергией по полосковым линиям 6 подреше-ток с числом антенн 48 штук (шаг — 5,2 х 5,2 см). Каждая подрешетка имеет фазовращатель. Запитка транзистора СВЧ-энергией от задающих генераторов электровакуумного типа безбалон-ной схемы, выполненных в виде клистронов мощностью по 10 кВт, размещенных на поддерживающих ленту опорах, производится по волноводам из пенокремнезема (с пористостью около 95%), покрытым алюминиевой фольгой толщиной порядка скин-слоя (1 мкм). Масса набора всех радиотехнических элементов ФАР — задающих генераторов (ЗГ), транзисторов и фазовращателей — соответственно 50,

1. Структура «Лунмаша» (в варианте «Лунэнерго-строя»).

Е

Мок аж передающей ФАР с помощью луноходов

Е

Мок аж передающей ФАР с помощью луноходов

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 1 2 0 0 2