Лунный пояс переправит Земле энергию по лучу (12 фото)

Замкнутая лента из фотоэлектрических панелей длиной 11 тысяч километров и шириной 400 км – её энергии хватит на всех. Выстроить такое необъятное сооружение на Земле проблематично, а уж на Луне, кажется, и вовсе – нереально сложная задача. И всё же именно земной спутник мечтают однажды окольцевать инженеры из Страны восходящего солнца.

Броская и безумная идея называется «Кольцо Луны» (Luna Ring). Разработала этот план японская строительная корпорация Shimizu, известная нам по другому мегапроекту — городу-пирамиде. На этот раз специалисты прикинули, что может получиться из чудовищного пояса солнечных батарей, окружающего наш естественный спутник по экватору.

Передаваемая на Землю по «силовым лучам» лунная энергия была бы доступна почти повсюду. Этот неисчерпаемый источник сделал бы ненужным транспортировку энергоносителей и позволил бы реализовать мечту о процветающем обществе, не загрязняющем природу вредными выбросами электростанций. Во всяком случае в такую светлую перспективу верят японские учёные.

Наряду с выполнимостью столь колоссальной инженерной задачи (а это вопрос дискуссионный) одним из главных доводов против «Лунного кольца» станет непривычный внешний вид ночного светила. Свыкнется ли с ним мир ради получения безграничной чистой энергии? (иллюстрация Shimizu Corporation)

Но почему бы просто не «засеять» Сахару солнечными батареями? Да, стоимость их будет огромной, но подъём аналогичных комплексов в космос — это ещё более дорогое удовольствие.

Доводы у сторонников «фотоэлектрической Луны» аналогичны аргументам строителей орбитальных электростанций: такие установки смогут выдавать энергию круглосуточно и при любой погоде. Первый прототип орбитальной энергетической системы, транслирующей электричество на Землю, должен появиться в космосе уже в 2015 году (к слову, речь о японском проекте).

Но главное — на Луну почти ничего транспортировать не придётся. Ведь из лунного грунта можно получать кислород, различного рода стекло и керамику, стройматериалы наподобие бетона или, к примеру, лунные кирпичи. Ну и всё те же солнечные батареи — тоже вполне можно изготавливать из местного материала.

Нужно лишь создать роботов, способных перерабатывать лунный грунт и оставлять за собой поля фотоэлектрических панелей. А то, что такая идея выполнима, американские учёные показали на опыте более пяти лет назад.

Лунные посадочные модули должны нести к месту действия не части солнечных батарей, но роботов, способных их построить. В ключевых точках за ходом возведения лунного мегакольца присматривали бы люди (иллюстрации Shimizu Corporation).

Очевидно, Shimizu далеко не первая рассуждает о масштабных земляных работах, которые способны выполнить на Луне армии роботов. Тут можно вспомнить лунные «газонокосилку», бульдозеры и, конечно, героическое сражение с реголитом роботов-экскаваторов.

Но ранее специалисты в своих планах поручали автономным аппаратам лишь обустройство базы да добычу полезных материалов для неё же. А японцы решили, что когда-нибудь аналогичный принцип позволит изменить облик всей Луны. По размаху с таким преобразованием сравнится разве что проект гигантской рекламы на видимой стороне Селены.

Почему японцы придумали именно экваториальный пояс батарей – ясно. Значительная его часть всегда будет обращена к солнечному свету, и падать он будет там почти отвесно, что обеспечит максимальную эффективность станции.

Передавать же энергию на Землю предполагается при помощи серии огромных (20 километров в диаметре) микроволновых антенн, а также мощных лазерных установок с высокой плотностью энергии в пучке (яркостью). Располагаться они должны в пределах «станции» Luna Ring, но, понятно, на видимой стороне Луны.

Схема Luna Ring: 1 – поля солнечных батарей; 2 – магистральный кабель для передачи энергии между частями кольца; 3 – микроволновая антенна; 4 – мощный лазер; 5 – железная дорога, идущая по всему экватору, необходимая для перевозки материалов, роботов и запчастей для ремонта сооружения, 6 – автоматический передвижной завод по производству солнечных панелей (иллюстрация Shimizu Corporation).

Чтобы посылаемые на нашу планету тераватты не пропали впустую и не причинили вреда, приёмные системы (это будут многокилометровые ректенны и опять же поля фотоэлектрических преобразователей) должны быть оснащены радиомаяками. По их сигналам лунная автоматика будет наводить энергетические лучи точно в цель, несмотря на вращение Земли.

Приёмные станции могли бы не только поставлять электричество в сеть, но и разлагать морскую воду для получения водорода, используемого как топливо, например, на транспорте.

Такая вот светлая перспектива нарисована Shimizu. Если можно посчитать светлой идею «подвесить» над родной планетой нечто, подозрительно схожее с небезызвестной «Звездой смерти» (Death Star).

Общий план системы Luna Ring. Хотя в разное время освещены Солнцем будут разные участки лунного экватора, передающие станции, по очевидным причинам, всё время будут оставаться точно напротив Земли. Так что их потребуется соорудить не столь уж много (иллюстрация Shimizu Corporation).

Само собой, над безудержной фантазией японских специалистов можно и посмеяться, но, с другой стороны, свои мечты компания выстраивает на вполне осуществимых технологиях, подкрепляя их оценками того, какова будет прочность и вес тех или иных конструкций, из каких материалов их можно было бы возводить, с какими трудностями придётся столкнуться при монтаже.

Ещё несколько примеров мечтаний Shimizu. Space Hotel: японцы замыслили раскрутить его до трёх оборотов в минуту для создания в 64-х номерах (они установлены на кольце диаметром 140 метров) гравитации на уровне 0,7 земной.

Concrete Lunar Base: лунная база, построенная из гексагональных модулей, отлитых из бетона, который выработан из лунных пород.

Desert Aqua-Net Plan: проект создания в пустынях Земли сетей из искусственных озёр (каждое диаметром 30 км и глубиной 30 м), соединённых каналами между собой и с океаном. Несмотря на солёную воду, такие сети могли бы смягчить климат пустынь и преобразить их (иллюстрации Shimizu Corporation).

Это своего рода приглашение к обсуждению, попытка наметить контуры будущего, материализовывать которое придётся, вероятно, уже грядущим поколениям.

И пусть раздел, в котором корпорация размещает свои футуристические проекты, так и называется — Shimizu’s Dream — мечтать бывает очень полезно.

Особого описания заслуживает Green Float Botanical City: плавающий в экваториальной части Тихого океана искусственный город-сад с центральной башней высотой километр. Один такой остров диаметром три километра рассчитан на 40 тысяч жителей – 30 должны обитать в верхнем «конусе» башни («город в небе»), а ещё 10 – по краю острова в посёлках коттеджного типа с пляжами и садами.

Часть плавающего круга займут леса, ещё дальше – расположатся аквафермы, а ножка башни представляет собой вертикальную ферму для овощей и фруктов. Город обеспечит себя энергией и пищей, а в его «заоблачной» части (выше 700 метров) естественным образом круглогодично будет царить температура 26-28 градусов.

Японцы продумали даже схему строительства такого колосса, плавающая основа которого будет собрана из множества гексагональных металлических бочек. Основной строительный материал города – магниевый сплав, причём магний предложено добывать из океана – морская вода содержит его 0,13% по весу. Несколько таких островов-башен могли бы образовать конгломерат на миллион жителей (иллюстрации Shimizu Corporation).

Почти год назад Kaguya попрощался со всеми и был по плану разбит о поверхность Луны. В память о миссии остались многочисленные снимки, вроде этого, озаглавленного японским космическим агентством как «Восход полной Земли». Но не стоит грустить – новые планы японцев оставляют полёт лунника далеко позади (фото JAXA/NHK).

Японские роботы получили задание окопаться на Луне

http://www.membrana.ru/articles/global/2010/05/31/182200.html

Чиновники в японском правительстве внимательно изучают план, составленный специалистами по космической технике, роботам и электронике. Затея достаточно амбициозна и обойдётся в приличную сумму. Но ставки высоки. На фоне некоторого отката американской космонавтики Страна восходящего солнца может вырваться вперёд в освоении «нового континента».

О планах изучения Луны при помощи роботов (в том числе андроидов) Япония заявляла ещё пять лет назад. А в 2006-м она даже поделилась мечтой о базе с людьми. Её намеревались воздвигнуть к 2030 году.

И ведь уже тогда было ясно, что относительно скромный бюджет Японского космического агентства (JAXA) не позволяет рассчитывать на опережение американцев, поставивших пометку «обитаемая лунная база» в своём дневнике в графе за 2024 год.

Финансовый кризис заставил многих умерить амбиции. Америка поставила жирный крест на своей пилотируемой лунной программе, правда, потом обнародовав несколько любопытных уточнений. Да и международной деревни роботов, к примеру, о которой учёные из разных стран активно рассуждали ранее, к обещанному 2014-му мы явно не увидим.

А вот японцы, воодушевлённые успехами своей космической программы и продвигающейся семимильными шагами «наземной» робототехнике, напротив, вновь подняли разговор о лунной базе. Причём её очертания обрели большую ясность.

Именно о них и повествует большой доклад, подготовленный на днях группой японских учёных для правительства. Он представляет собой проект «лунной стратегии» Японии на следующее десятилетие.

Всего через пять лет японцы намерены высадить на Селене десант для рекогносцировки (иллюстрация JAXA).

Программа разбита на два этапа. До 2015 года продолжится дистанционное зондирование Луны, а в 2015-м в самых интересных её точках будут высажены посадочные аппараты и, возможно, небольшие луноходы под бело-красным флагом.

К 2020 же году, полагают исследователи из Японии, они сумеют возвести близ южного полюса нашего естественного спутника базу роботов с собственной электростанцией и россыпью научного оборудования.

Основной рабочей единицей такой базы должны стать андроиды, оснащённые гусеницами. При помощи своих манипуляторов они смогут собирать камни, монтировать различные приборы и оборудование, переносить тяжести, загружать ракеты, отправляющиеся обратно на Землю.

По замыслу робототехников, трёхсоткилограммовые машины смогут удаляться от базы на сотню километров, перемещаясь со скоростью до 0,3 метра в секунду.

Ракета-носитель H-IIA – рабочая лошадка японской космонавтики. Она применяется для запуска как искусственных спутников Земли, так и межпланетных станций (в том числе японского лунника). Надёжность её следует признать неплохой: из 17 запусков (ракета используется с 2001 года) неудачным был только один (номер 6), после которого были сделаны надлежащие поправки (фото Narita Masahiro).

В рамках проекта с бюджетом $2,18 миллиарда, уточняет Node, роботы займутся сейсмической разведкой лунных недр, сбором образцов грунта для отправки на Землю и, конечно, передачей HDTV-видео.

Питание андроиды будут получать от фотоэлектрических панелей, развёрнутых над головой. В качестве энергетической основы базы в целом специалисты аналогично выбрали солнечные батареи в комплекте с литиево-ионными аккумуляторами.

Японскими лунными роботами придётся управлять с Земли. Впрочем, они будут обладать и большой степенью автономии для самостоятельного выполнения множества текущих заданий (иллюстрации JAXA).

Смелый «старый новый» проект появился вполне закономерно. Ведь дела у JAXA идут как нельзя лучше. Япония ведёт исследования по космической электростанции, на МКС прекрасно работает японский лабораторный модуль и к станции без запинки слетал японский автоматический грузовик.

Лунник Kaguya, весьма хорошо оснащённый, своим почти двухлетним полётом обогатил копилку знаний о Селене, передав на Землю массу ожидаемого и неожиданного.

Совсем недавно запущенные к Венере парусник IKAROS и межпланетная станция AKATSUKI успешно прошли первую проверку бортовых систем. Началась выработка энергии от солнечных панелей, по очереди запускаются различные узлы и приборы.

Наконец, многострадальный космический аппарат Hayabusa, в 2005 году побывавший на астероиде Итокава, 12 мая 2010-го сфотографировал Землю с расстояния всего 13,5 миллиона километров.

27 мая он завершил одну из последних коррекций траектории при помощи своих ионных двигателей и ныне уверенно движется домой. Посадка японской капсулы с образцами астероидного грунта в Южной Австралии намечена на 13 июня.

Вверху: портрет нашего родного дома с большого расстояния – едва ли не обязательный номер программы любого межпланетного аппарата. Вот и AKATSUKI не преминул передать такой кадр, сделанный с дистанции 250 тысяч километров (вскоре после запуска) сразу тремя камерами. Слева направо: снимки ультрафиолетовой камерой и на длине волны 1 микрометр, на врезке – в дальнем инфракрасном диапазоне.

Внизу: Hayabusa передал куда менее впечатляющее изображение Земли и Луны. На нём много бликов и помех (показаны стрелками), и нет фокуса. Но дело в том, что для съёмки использовался прибор, предназначенный для ориентации по звёздам. Зато если бы у аппаратов были эмоции, для Hayabusa этот простой кадр оказался бы более волнительным. Ведь этот странник возвращается домой, в то время как AKATSUKI, напротив, только отправился в дорогу (фотографии JAXA).

Так ли всё пойдёт у японцев, как красиво расписано на бумаге, — пока сказать нельзя. Но фантазии новой лунной стратегии базируются на вполне земной и прочной почве.

Правительственную комиссию по разработке плана возглавлял Кацухико Сираи (Katsuhiko Shirai), президент университета Васеда (Waseda University), известного по многочисленным андроидам (можно вспомнить эмоционального актёра, сиделку и флейтиста).

Основав базу роботов, число этих машин на Селене можно постепенно повышать, усложняя раз за разом выполняемые машинами задачи. Так, «незаметно», глядишь, удастся построить основу и для обитаемой базы, – рассуждают японские учёные во главе с господином Сираи (иллюстрации JAXA, Waseda University).

Отталкиваясь от этих и других ярких разработок родом из Японии (вроде знаменитого ASIMO), вполне реально построить и гуманоидных роботов для Луны. Они не станут первыми андроидами в космосе (тут американцы с их электронным астронавтом на МКС успеют раньше), зато окажутся самыми продвинутыми, в разных смыслах. Как минимум – самыми удалёнными от Земли.