Вышла в свет книга Б.И.Нигматулина и В.А.Пивоварова «Реакторы с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. История трагедии и фарса». Подробнее 

Андрей Виноградов, к.т.н., гл. конструктор проектов

В статье кратко изложена идея принципиально нового транспортного средства для перемещения на Луне. А именно, с помощью пылевой подушки, по аналогии с транспортным средством на Земле - на воздушной подушке. Без такого средства освоение Луны может быть бессмысленно, поскольку освоенный способ перемещения с помощью колес на «Луноходе-1» в 1970-ом году с массой всего 756 кг [1], не решит задач промышленного освоения Луны.

Конечно эта фантазия для 22-го века, когда на Земле будут израсходованы все запасы полезных ископаемых (ПИ). Эта статья является продолжение темы, которая мною была изложена 23.10.2024 г. на сайте ПРоАтом в статье «Лунная микро-АЭС в комплексе по добыче гелия-3, титана и кислорода» [2]. 

Освоение Луны просто для «прогулки» - слетать и потоптаться там, и далее, вернуться назад, или не вернуться вовсе, выгоды для землян не даст, только политический пиар соревнования, не более. Освоение Луны надо ориентировать сразу на добычу и доставку на Землю ПИ, которых не хватает, или нет вовсе на Земле. Использовать Луну в качестве Ноев Ковчега в случае планетарного атомного Армагеддона и апокалипсиса, что является на сегодня уже абсолютной реальностью на Земле, это просто бред безмозглых старцев.

Итак, поверхностный грунт на Луне состоит из реголита и скальных выступов. Про свойства реголита подробно я уже изложил в статье [2]. Реголит (от др.-греч. ῥῆγος – «одеяло» и др. -греч. λίθος – «камень») – остаточный грунт, являющийся продуктом космического выветривания породы на месте. В настоящее время этим термином чаще всего называют поверхностный слой сыпучего лунного грунта [3,4]. Для более полного понимания поведения реголита, следует прочитать статью [5]: - «Гранулированные (то есть, сыпучие) материалы (granular materials) уже давным давно используются человеком в быту, в промышленности, в технологии. Примером может служить обыкновенный песок с его многообразием применений. ... обыкновенный песок является совершенно поразительным материалом. При соответствующих условиях он может вести себя и как твердое тело, и как жидкость, и как газ.  И что поразительно, несмотря на огромное прикладное значение свойства гранулированных материалов до недавнего времени  практически не изучались».

Лунная  пыль  легко  поднимается  вверх  от  ударных воздействий, а также создаёт  условия  возникновения  тяги  воздушным  винтом, поскольку придаёт свойство плотности безвоздушной атмосфере Луны.

Проведём эксперимент, используя обычные лабораторные приборы из школьного курса физики, см. рис. 1, и примитивные простые самоделки.  

Рис. 1. Лабораторная установка где: 1 - вакуумный прозрачный купол; 2 - опорный стол купола; 3 - трубка вакуумного насоса; 4 - вакуумный насос,  5 - линейка измерения сжатия пружины под действием силы тяги воздушного винта; 6 - пружина сопротивления силе тяги воздушного винта; 7 - упорная планка на стойках; 8 - электрический двигатель; 9 - подвижное крепление электродвигателя на стойках; 10 - воздушный винт; 11 - стойки подвижного крепления электродвигателя; 12 - дозатор подачи цементной пыли; 13 - электровибратор ударного создания облака пыли; 14 - внешнее электропитание электродвигателя +/- ; 15 - фильтр.

Порядок проведения эксперимента следующий. Под куполом находится воздух атмосферного давления. Включаем электродвигатель воздушного винта и по делениям на линейке замеряем сжатие пружины под действием силы тяги. Это будет максимальная тяга на чистом воздухе (без пыли). Далее, не останавливая вращение воздушного винта, производим откачку воздуха из-под купола.

Наблюдаем, что при уменьшении давления воздуха под куполом уменьшается сжатие пружины, т.е. уменьшается тяга, из-за уменьшения плотности воздуха. Фиксируем промежуточное давление воздуха под куполом отключением вакуумного насоса, обратный клапан держит разряжение чистого воздуха под куполом. Далее дозатором подаем немного цементной пыли под воздушный винт и создаём облако пыли ударным способом с помощью электровибратора. Для пыли используем цемент марки М500. При этом наблюдаем, что тяга воздушного винта увеличилась, и пружина чуть сжалась, что фиксируется по делениям на линейке. Под куполом наблюдается циркуляция пыльного облака.

Далее включаем вакуумный насос и продолжаем откачивать из-под купола воздух, фильтр нужен для того, чтобы цементная пыль не попадала в вакуумный насос. По мере удаления воздуха падает сила тяги, и при каком-то разряжении она остановится, что будет указывать на то, что тяга создаётся только пыльным облаком. Если в этом положении выключить электродвигатель и, соответственно, воздушный винт, пыльное облако осядет на поверхность опорного стола. И если после оседания цементной пыли включить воздушный винт, то при отсутствии воздуха пыль не будет подниматься и создавать пыльное облако. Тяга воздушного винта при этом будет нулевой. А если привести в движение электровибратор, который создаст под винтом пылевое облако, то мы опять будем видеть тягу винта по делениям на линейке.

Вывод: цементная пыль при отсутствии воздуха создаёт тягу воздушным винтом.

Любой желающий, прочитавший эту статью, или комментатор может самостоятельно провести такой эксперимент и убедиться в достоверности вывода, а может быть и выявить ещё не известные явления, которые происходят с движением пыльного облака под действием воздушного винта.

Кстати, в пылевое облако на Луне сможет прилуниться и воздушно-космический грузовик, и «Космический атомный бомбардир Виноградова» [6,7], см. рис. 2, только надо движение к Луне делать ионными двигателями вперед по ходу движения, чтобы гасить скорость. А пыльное облако создать по ходу движения грузовика на посадку бризантными снарядами, попадающими в слой реголита толщиной не менее 2-метров  непосредственно перед посадкой. В пылевом облаке после гашения скорости грузовик прилуниться свободно вертикально, поскольку у грузовика масса 200 тонн будет иметь вес на Луне около 40 тонн. Ведь ускорение свободного падения на поверхности Земли 9,81 м/с², а на Луне 1,62 м/с². Кстати, грузовик в искусственном плазменном мешке не будет виден на радарах на высотах от 20 до 300 км от уровня моря. И тепловой след можно сделать нулевым.

Рис.2. Воздушно-космический «Атомный грузовик Виноградова»  (АГВ)[7];

а) вид в плане; б) - вид сбоку, в) - разрез по оси воздушного винта и вид спереди.

На рис. 2 показан схематично в плане один из вариантов АГВ, где: 1 - фюзеляж АГВ,   2 - капсула экипажа, 3 - габариты грузового отсека, 4 - атомная гибридная силовая установка (АГСУ), 5 - кольцевой обтекатель защиты от конвективного вида разогрева, 6 - носовой левый сегмент фюзеляжа, 7 - боковой с АГСУ левый сегмент фюзеляжа, 8 - боковой левый сегмент фюзеляжа, 9 - кормовой сегмент фюзеляжа,  10 - гнезда для воздушных винтов в кольце,  11 - атомный ионный ракетный двигатель, 12 - топливные баки для ионных двигателей. На рис. 2 не соблюдены соотношения линейных размеров вдоль и поперёк продольной оси АГВ, сегменты фюзеляжа выделены цветом.

Теперь рассмотрим, как должен быть сконструирован атомный луноход на пылевой подушке. Во-первых, пылевое облако должно циркулировать в замкнутом объёме, поток пыли от винта должен быть направлен в сторону лунного грунта для создания подъёмной силы луноходу, а дальше разворачиваться и поступать опять на вход винта. Во-вторых, силовая установка лунохода должна быть реализована по гибридной схеме, а именно, атомный двигатель - электрогенератор - система управления - электродвигатели - пылевые винты с изменяемым направлением вектора тяги. Для охлаждения атомного двигателя надо использовать пылевидный поток прямо из-под лунохода.

На рис. 3. показана примерная схема создания подъёмной силы «Атомного лунохода Виноградова на пылевой подушке».

Рис. 3 Разрез по оси винта

Где показаны основные элементы проточной части: 1 - корпус; 2 - полезный объём грузового отсека; 3 - электродвигатель; 4 - лопаточный аппарат винта; 5 - сопло изменения направления вектора тяги; 6 - область циркуляции пылевого облака; 7 - гибкое ограждение замкнутого объёма пылевого облака;  8 - поверхность Луны, покрытая слоем реголита; 9 - разрыхлители реголита, создающие начальное пылевое облако (на рис. не показаны). Стрелками показана циркуляция пылевого облака в замкнутом объёме внутри лунохода.

 

Принцип работы

На рис. 3 показан начальный момент запуска пылевого винта. Начальное пылевое облако создается разрыхлителями реголита. Далее включаются электродвигатели, и лопаточный аппарат заставляет двигаться поток пыли к поверхности реголита, в результате чего происходит подъём дополнительной пыли, и плотность пыльного облака увеличивается. Область циркуляции пылевого облака пополняется новыми порциями пыли с поверхности реголита, в результате чего плотность пылевого облака растет. При достижении силы тяги винта (всех винтов) больше веса лунохода происходит отрыв гибкого ограждения от поверхности реголита, и часть пыли выбрасывается наружу. В этот момент луноход зависает над площадкой взлёта. Для начала движения вперед сопла изменения направления вектора тяги от винтов поворачиваются в противоположную сторону выбранного направления движения лунохода. Перемещение лунохода по поверхности реголита постоянно прибавляет пыль в область циркуляции под корпусом лунохода, а часть пыли вылетает в зазор между гибким ограждением по периметру. Увеличивая обороты винтов мы можем добиться оптимальной высоты подъёма лунохода на поверхностью реголита, т.е. поверхностью Луны.  Конечно, такая технология взлёта и движения должна обязательно отрабатываться на практике летчиком-испытателем, как и делают при испытании нового летающего средства.

Согласно предварительным расчетам луноход на пылевой подушке сможет перевозить по Луне до 100 тонн массы полезного груза. Однако сегодняшней необходимости осваивать Луну в части добычи полезных ископаемых нет. На Земле есть ещё большое количество не освоенных месторождений органического топлива, например, таких как гидрат метана на дне океанов, что по объёму превосходит газовые месторождения на поверхности Земли в 3-4 раза. Создание на шельфах и в глубинах Мирового океанах заводов по добыче и переработке гидрата метана вот ближайшая задача науки и техники после «Атомного Армагеддона», если он произойдет. Я предполагаю, что освоение Луны начнется не раньше начала 22-го века - меня уже не будет, так что молодым знать способы освоения Луны будет очень полезно. Старцы - академики считают всё это фантастикой.

           

ЛИТЕРАТУРА:

1. «Первый планетоход и снова русский». pdf
2. PRoAtom, 23.10.2024 г., «Лунная микро-АЭС в комплексе по добыче гелия-3, титана и кислорода».
3. Реголит – лунный грунт, его минеральный и химический состав. pdf
4. Лунный грунт: свойства и аналоги. АН СССР, Институт геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского, 1975 г.
5. physnews100301, «Теоретическое описание гранулированых материалов».pdf
6. PRoAtom - «Атомолёт Виноградова» с атомной гибридной силовой установкой. Части 1- 4.pdf
7. PRoAtom - Космический атомный бомбардир Виноградова 12.05.2023 .pdf
8. Ред.5.Неуловимый Джо - бомбардир для ликвидации врагов в космосе   .doc

 

Дополнительная информация о состоянии дел в космосе

Российские разработчики создали новую систему радиоэлектронной борьбы (РЭБ), способную уничтожать спутники на геостационарной орбите — 36 тыс. км над уровнем моря. Значит ли это, что в скором времени «старлинков» станет немного меньше? А в долгосрочной перспективе вполне возможно появление целого семейства «космических» РЭБ. Начальник войск РЭБ генерал-лейтенант Юрий Ласточкин в прошлом году заявлял:

- «На основе спутниковой группировки планируется создать космический сегмент РЭБ, интегрированный в единое информационно-коммуникационное пространство Вооруженных сил РФ».

 

Далее, как я полагаю, два важных высказывания в отношение новых разработок:

            - «Мораль у этой истории простая. В процессе движения вперёд должны принимать участие все этажи научно-технической пирамиды. Упирая на одну только реакторную часть, мы оставляем без внимания научный фундамент, а это грозит потерей лидерства по направлению в целом». AtomInfo.Ru

            - «То есть, единожды войдя в клуб, но, не уделяя потом должного, постоянного внимания развитию всего букета ядерных технологий, второй раз обычно уже невозможно вытянуть из страны все жилы для создания сверх усилия по возврату утраченного знания. Второй раз в ядерную реку уже не пускают».