На uCrazy 9 лет 8 месяцев
Задача проста: построить деревню из лунной пыли
Немецкий ученый использует технологию из фильма про Джеймса Бонда для постройки кирпичных домов на Луне. Наш герой преследует убийцу Франциско Скарамангу (его особая примета - третий сосок), чтобы заполучить Solex Agitator - устройство, которое предположительно преобразует солнечный свет в источник неограниченной энергии. Ближе к концу фильма мы, как положено, оказываемся в секретном логове Скараманги, где он излагает Бонду план по завоеванию мирового господства и одновременно демонстрирует агенту 007 гигантское зеркало, которое фокусирует солнечное излучение в смертоносный луч. Хотя сюжет и неправдоподобен, - редкий случай в сериях Бондианы с Роджером Муром в главной роли, - с научной точки зрения вся история не столь уж фантастична.
Чудо-печь
На деле инженеры Германского центра авиации и космонавтики DLR в Кельне работают над похожей технологической идеей. Однако вместо того, чтобы спрятать в укромной пещере в скале, инженеры DLR разместили свое гигантское зеркало на территории центра за низенькой оградой в дальнем углу автомобильной парковки. Эта отражающая панель отбрасывает свет в устройство, которое вполне по-бондовски называется "Солнечный накопитель" - Solar Concentrator.
Ставни с электроприводом откатываются назад и открывают шестиметровый ряд из 159 шестиугольных полированных зеркал, которые - как следует из названия - собирают рассеянное солнечное излучение в плотный луч. Этот свет фокусируется в солнечной печи - испытательном стенде размером с кухонный поднос, внутри которого температура может достигать 2500 градусов по Цельсию.
Устройство, закрытое экраном и окруженное предупреждающими знаками, обладает мощностью, которой более чем достаточно, чтобы плавить большинство металлов, включая железо и титан, а также сталь. Идеально для ваших планов по установлению мирового господства и в придачу еще и безвредно для окружающей среды.
Астрономические затраты
Однако планы ученых из DLR даже более амбициозны, чем любые предприятия, которые можно реализовать на Земле. Они используют солнечную печь для того, чтобы понять, как лучше подойти к проектированию лунной деревни. Концепцию строительства поселения на Луне в прошлом году изложил новый глава Европейского космического агентства Йохан-Дитрих Вернер.
Постоянная база на Луне не будет дешевой. Миссия "Аполлон", цель которой заключалась в доставке астронавтов на Луну в конце 1960-х - начале 1970-х, обошлась в 200 миллиардов долларов в пересчете на сегодняшние цены, и это только на то, чтобы высадить 12 человек на поверхность спутника Земли. Представьте себе объем дополнительных расходов, сопряженных с транспортировкой на Луну жилых модулей или материалов для их постройки.
"Одна из главных проблем заключается в том, чтобы построить базу на Луне и при этом не потратить слишком много денег на доставку туда грузов", - говорит Маттиас Шперль, специалист по физическим свойствам материалов из DRL.
На протяжении многих десятилетий художники, архитекторы, инженеры разрабатывали тщательно продуманные и проработанные проекты куполовидных и врытых в грунт конструкций из материалов, легкодоступных на Луне. Однако до сих пор никто не обращался к фундаментальной физике, чтобы разобраться, возможно ли это.
"Мы начали с чистого листа и попытались представить, что произошло бы, если бы мы родились не на Земле, а нам пришлось бы учиться строить себе жилье на Луне", - рассказывает Шперль.
Он использует солнечную печь, чтобы изучить свойства лунной пыли и понять, можно ли ее плавить или выпекать из нее кирпичи.
"В нашем распоряжении огромное количество лунной пыли и солнечного света, и мы пытаемся найти этому наилучшее применение из всех возможных вариантов", - говорит ученый.
В своем кабинете Шперль демонстрирует мне пробирки, наполненные мелким серым порошком, перемолотым до таких фракций, он стал идентичен настоящей лунной пыли. Ученый посоветовал мне избегать контакта с этой субстанцией.
"Это крайне неприятное вещество - представьте себе смесь пляжного песка с вулканическим пеплом, - объясняет Шперль. - Частицы (этой пыли) имеют острые края, а если вы посмотрите кадры, на которых сняты астронавты "Аполлона", то увидите, что она проникает всюду, поэтому вы вряд ли захотите с ней работать".
"Огромная ответственность"
Эта серая пыль на первый взгляд не производит впечатления перспективного строительного материала для возведения прочных, непроницаемых для радиации и герметичных конструкций, способных обеспечить надежную защиту сообщества людей, оказавшихся на Луне.
"Это заставляет меня чувствовать огромную ответственность, - признается Шперль. - Мы должны быть абсолютно убеждены в том, там, куда мы посылаем наших коллег-астронавтов, им обеспечена полная защита, и они смогут выжить в этой крайне суровой среде".
Если команде Шперля удастся успешно преобразовать на Земле имитацию лунной пыли в прочный материал, то следующим этапом станет изучение возможности организовать такой же процесс на Луне. Один из вариантов, который они рассматривают, заключается в том, чтобы использовать на лунной поверхности солнечную печь, в которой астронавты или роботы могли бы обжигать кирпичи, а затем переквалифицироваться в каменщиков и заняться их кладкой. Возможно, они будут использовать блоки со взаимным сцеплением, как в конструкторе Lego.
"Когда мы будем знать физические свойства вещества, мы сможем решить, какой способ строительства лучше, - использовать крупные стопки из деталей Lego, или возводить все сооружение сразу, без каких-либо зазоров между строительными элементами", - рассуждает Шперль.
Не исключен вариант использования 3D-печати для создания базы на Луне - из лунной пыли. Американское космическое агентство NASA рассматривает целесообразность реализации такой идеи на Марсе.
Эта концепция позволяет избавиться от необходимости доставки бесчисленных галлонов "строительного раствора" (или некоего клея) для скрепления кирпичей друг с другом, однако придется заказать, сконструировать и доставить на поверхность Луны 3D-принтер для печати элементов конструкции базы. Инженерам также приходится учитывать, что на Луне более слабая гравитация.
Любой кирпич или конструкция, созданная с помощью 3D-принтера не обязательно должны быть такими же прочными, как на Земле; ослабление стандартных земных ограничений - это то, с чем придется бороться инженерам.
"Нам не терпится узнать, как поведет себя гражданская инженерная мысль на Луне, - говорит Шперль. - Ведь там можно создавать абсолютно новые, сумасшедшие конструкции, которые просто невозможно построить на Земле".
Возможно, пройдут десятилетия, прежде чем что-либо из всего этого станет реальностью. Однако в Европейском космическом агентстве царит воодушевление от того, что уже сейчас предпринимаются попытки решить основополагающую задачу по превращению лунной пыли в лунную деревню.
"Это могло бы произойти на самом деле, - говорит Шперль, - и я с нетерпением жду этого".
Возможно, когда лунное поселение будет построено, его назовут в честь другого классического фильма про Бонда с Роджером Муром - "Лунный гонщик".
Источник
На деле инженеры Германского центра авиации и космонавтики DLR в Кельне работают над похожей технологической идеей. Однако вместо того, чтобы спрятать в укромной пещере в скале, инженеры DLR разместили свое гигантское зеркало на территории центра за низенькой оградой в дальнем углу автомобильной парковки. Эта отражающая панель отбрасывает свет в устройство, которое вполне по-бондовски называется "Солнечный накопитель" - Solar Concentrator.
Ставни с электроприводом откатываются назад и открывают шестиметровый ряд из 159 шестиугольных полированных зеркал, которые - как следует из названия - собирают рассеянное солнечное излучение в плотный луч. Этот свет фокусируется в солнечной печи - испытательном стенде размером с кухонный поднос, внутри которого температура может достигать 2500 градусов по Цельсию.
Устройство, закрытое экраном и окруженное предупреждающими знаками, обладает мощностью, которой более чем достаточно, чтобы плавить большинство металлов, включая железо и титан, а также сталь. Идеально для ваших планов по установлению мирового господства и в придачу еще и безвредно для окружающей среды.
Астрономические затраты
Однако планы ученых из DLR даже более амбициозны, чем любые предприятия, которые можно реализовать на Земле. Они используют солнечную печь для того, чтобы понять, как лучше подойти к проектированию лунной деревни. Концепцию строительства поселения на Луне в прошлом году изложил новый глава Европейского космического агентства Йохан-Дитрих Вернер.
Постоянная база на Луне не будет дешевой. Миссия "Аполлон", цель которой заключалась в доставке астронавтов на Луну в конце 1960-х - начале 1970-х, обошлась в 200 миллиардов долларов в пересчете на сегодняшние цены, и это только на то, чтобы высадить 12 человек на поверхность спутника Земли. Представьте себе объем дополнительных расходов, сопряженных с транспортировкой на Луну жилых модулей или материалов для их постройки.
"Одна из главных проблем заключается в том, чтобы построить базу на Луне и при этом не потратить слишком много денег на доставку туда грузов", - говорит Маттиас Шперль, специалист по физическим свойствам материалов из DRL.
На протяжении многих десятилетий художники, архитекторы, инженеры разрабатывали тщательно продуманные и проработанные проекты куполовидных и врытых в грунт конструкций из материалов, легкодоступных на Луне. Однако до сих пор никто не обращался к фундаментальной физике, чтобы разобраться, возможно ли это.
"Мы начали с чистого листа и попытались представить, что произошло бы, если бы мы родились не на Земле, а нам пришлось бы учиться строить себе жилье на Луне", - рассказывает Шперль.
Он использует солнечную печь, чтобы изучить свойства лунной пыли и понять, можно ли ее плавить или выпекать из нее кирпичи.
"В нашем распоряжении огромное количество лунной пыли и солнечного света, и мы пытаемся найти этому наилучшее применение из всех возможных вариантов", - говорит ученый.
В своем кабинете Шперль демонстрирует мне пробирки, наполненные мелким серым порошком, перемолотым до таких фракций, он стал идентичен настоящей лунной пыли. Ученый посоветовал мне избегать контакта с этой субстанцией.
"Это крайне неприятное вещество - представьте себе смесь пляжного песка с вулканическим пеплом, - объясняет Шперль. - Частицы (этой пыли) имеют острые края, а если вы посмотрите кадры, на которых сняты астронавты "Аполлона", то увидите, что она проникает всюду, поэтому вы вряд ли захотите с ней работать".
"Огромная ответственность"
Эта серая пыль на первый взгляд не производит впечатления перспективного строительного материала для возведения прочных, непроницаемых для радиации и герметичных конструкций, способных обеспечить надежную защиту сообщества людей, оказавшихся на Луне.
"Это заставляет меня чувствовать огромную ответственность, - признается Шперль. - Мы должны быть абсолютно убеждены в том, там, куда мы посылаем наших коллег-астронавтов, им обеспечена полная защита, и они смогут выжить в этой крайне суровой среде".
Если команде Шперля удастся успешно преобразовать на Земле имитацию лунной пыли в прочный материал, то следующим этапом станет изучение возможности организовать такой же процесс на Луне. Один из вариантов, который они рассматривают, заключается в том, чтобы использовать на лунной поверхности солнечную печь, в которой астронавты или роботы могли бы обжигать кирпичи, а затем переквалифицироваться в каменщиков и заняться их кладкой. Возможно, они будут использовать блоки со взаимным сцеплением, как в конструкторе Lego.
"Когда мы будем знать физические свойства вещества, мы сможем решить, какой способ строительства лучше, - использовать крупные стопки из деталей Lego, или возводить все сооружение сразу, без каких-либо зазоров между строительными элементами", - рассуждает Шперль.
Не исключен вариант использования 3D-печати для создания базы на Луне - из лунной пыли. Американское космическое агентство NASA рассматривает целесообразность реализации такой идеи на Марсе.
Эта концепция позволяет избавиться от необходимости доставки бесчисленных галлонов "строительного раствора" (или некоего клея) для скрепления кирпичей друг с другом, однако придется заказать, сконструировать и доставить на поверхность Луны 3D-принтер для печати элементов конструкции базы. Инженерам также приходится учитывать, что на Луне более слабая гравитация.
Любой кирпич или конструкция, созданная с помощью 3D-принтера не обязательно должны быть такими же прочными, как на Земле; ослабление стандартных земных ограничений - это то, с чем придется бороться инженерам.
"Нам не терпится узнать, как поведет себя гражданская инженерная мысль на Луне, - говорит Шперль. - Ведь там можно создавать абсолютно новые, сумасшедшие конструкции, которые просто невозможно построить на Земле".
Возможно, пройдут десятилетия, прежде чем что-либо из всего этого станет реальностью. Однако в Европейском космическом агентстве царит воодушевление от того, что уже сейчас предпринимаются попытки решить основополагающую задачу по превращению лунной пыли в лунную деревню.
"Это могло бы произойти на самом деле, - говорит Шперль, - и я с нетерпением жду этого".
Возможно, когда лунное поселение будет построено, его назовут в честь другого классического фильма про Бонда с Роджером Муром - "Лунный гонщик".
Источник
Комментариев пока нет
