Если в качестве тормозной среды применять
ранее доставленные вещества (алюминий, ти-
тан, литий, воду), в коллекторах накапливают-
ся чистые вещества, не нуждающиеся в очистке
от примесей из реголита. Масса тормозной сре-
ды, исключающая испарение: алюминий – 8 кг
на 1 кг пенетратора из алюминия; титан – 8 кг
на 1 кг пенетратора из титана; литий – 7,5 кг
на 1 кг пенетратора из лития; водяной лед –
9,5 кг на 1 кг пенетратора из водяного льда.
Таким образом, для захвата типичной порции
массой в 50 кг требуются коллекторы с массой
тормозной среды от 400 до 500 кг. При быстром
отводе тепла из коллектора грузовой КА на осно-
ве разгонного блока «ДМ» (в различных моди-
фикациях) за 100 оборотов вокруг Луны забросит
в такой специализированный коллектор груз
общей массой 5 т. Полученного груза достаточно
для заполнения тормозной средой десяти малых
коллекторов или одного большого. Оболочки но-
вых коллекторов доставляются с Земли способом
мягкойпосадки, а впоследующемизготовляются
методомкаменного литья из реголита и/или спо-
собом аддитивной печати.
По расчетамРКК «Энергия», удельная стоимость
доставки полезного груза на Луну с помощью
разгонного блока с ЖРД типа «ДМ» (по данным
2011 года) составила 52000 долл/кг [5]. Соответ-
ственно, обратный полет с Луны на Землю ко-
рабля с экипажем будет дороже в 4–6 раз, то есть
будет иметь удельную стоимость 200–300 тысяч
долл/кг, что экономически препятствует со-
зданию обитаемой лунной базы. Технология
Moontrap устраняет этот барьер, так как в 3 раза
сокращает затраты на поставки ракетного топли-
ва и обеспечивает взлетно-посадочные модули
ракетным топливомпо цене около 17000 долл/кг.
В перспективе цены сократятся с 17000 долл/кг
до 500 долл/кг: технология Moontrap выгодно со-
четается с технологиями обработки углеродом
и водородом обогащенного магнитной сепара-
цией реголита, в результате чего получаются ме-
таллы для 3D-принтеров и сырье для производ-
ства ракетного топлива – углекислый газ и вода.
Например, подача водорода в коллектор с лун-
ным ильменитом при температуре 300 ºС на 1 кг
водорода дает почти 28 кг железа и 9 кг воды.
Таким образом, выход продукции составляет
37 кг, что эквивалентно доставке груза на Луну
в среднем по цене 460 долл/кг (17 000 долл/37 кг =
460 долл/кг). Это в 10–20 раз меньше нынешних
цен доставки грузов на НОО. Последующая пере-
работка сырья в компоненты топлива и металли-
ческий порошок (и/или проволоку) для 3D-прин-
теров дает лишь незначительное удорожание.
Таким образом, снимаются нынешние финансо-
вые ограничения на создание обитаемой лунной
базы. Возможные отпускные цены этой продук-
ции – 1000–2000 долл/кг.
При таких ценах на конструкционные матери-
алы и ракетное топливо, которые обеспечивает
технология Moontrap, лунная промышленная
база станет рентабельным поставщиком мате-
риалов для создания различных объектов на гео-
стационарной (ГСО) и других околоземных ор-
битах (текущие цены на вывод объектов на ГСО
доходят до 50000 долл/кг). С учетом того, что
мировой рынок пусковых услуг по выводу КА
на околоземные орбиты составляет около 6 млрд
долл/год, а мировой рынок производства КА –
16 млрд долл/год, создание базы на Луне по тех-
нологии Moontrap станет рентабельным пред-
приятием даже без учета спроса на топливо для
разработки ресурсов астероидов.
Способ второй: Sattrap
Вместе с тем возможен второй путь сокращения
затрат на базу и орбитальную станцию.
Технология Moontrap является частью более
широкой технологии Sattrap, которая позволя-
ет обеспечить экономную доставку грузов с по-
верхности Луны на окололунную орбитальную
станцию и на околоземные орбитальные стан-
ции. На основе технологии Sattrap решается
задача малозатратной передачи грузов с низ-
кой околоземной орбиты на высокоэнергети-
ческие орбиты и ГСО, а также с поверхности
Земли на НОО. На технологию выданы патен-
ты: US 8882047 B2 и EP 2390188.
Порциигрузовподаютсяворбитальнуюловушку
суборбитальными ракетами или механически-
ми катапультами. Контейнер с реголитом может
выполнять функцию ловушки грузов на около-
лунной орбите так же успешно, как и на поверх-
ности Луны. Рассмотренный способ передачи
грузов с Земли на Луну является частным случа-
ем доставки грузов с Земли на любые околозем-
ные спутники, будь то астероиды, выведенные
на околоземную орбиту, или искусственный
спутник Земли (ИСЗ). Точно так же порции раз-
личных веществ могут подаваться с поверхности
Луны и перехватываться коллектором на орбите.
Основное отличие здесь в том, что из-за малой
массы коллектора он будет испытывать торможе-
ние при захвате грузов, что требует оснащения
его межорбитальным буксиром для компенса-
ции потерь скорости
(рис. 2)
. Часть вещества, по-
глощаемого буксиром, расходуется как рабочее
тело электроракетных двигателей для компен-
сации тормозного импульса при столкновении
с грузами-пенетраторами. Остаток образует
собственно полезный груз, экспортированный
с Луны на окололунную станцию.
Притормозномимпульсе,равном10кг
х
1680м/с,
компенсирующий импульс может быть равен
1 кг
х
16 800 м/с. Остаток груза – 9 кг. Это дает
26
НОВАЯ КОСМИЧЕСКАЯ ЭРА
I
NEW SPACE AGE
