При поддержке
Зачем и как летать на Луну?-Рассказывает Егор Мишинмагистрант МАИ
Не гадать по луне, а летать на Луну
У меня есть мечта — полететь на Луну. И два варианта ее осуществить:
Это было самое громкое событие, связанное с Луной.
Освежим в памяти самые значимые миссии освоения Луны:
Первый — подать заявку на отбор в отряд космонавтов и ждать своего шанса.
Второй — разработать систему, которая будет туда летать.
Над заявкой в отряд космонавтов я пока думаю, а вот с предложением своего варианта системы для полетов на Луну дела обстоят несколько интереснее.
С Луной, так или иначе, здесь знакомы все. Кто-то наблюдал, кто-то, может, гадал.
За Луной начали наблюдать еще с древних времен, но все самое интересное случилось во второй половине прошлого века.
За Луной начали наблюдать еще с древних времен, но все самое интересное случилось во второй половине прошлого века.
После ряда успешных запусков первых ракет, космических аппаратов и первых людей в космос две соперничающие сверхдержавы нацелились на Луну.
Ученым и специалистам было интересно поглубже узнать, что это за объект, а руководству стран важно было стать первыми на Луне.
Ученым и специалистам было интересно поглубже узнать, что это за объект, а руководству стран важно было стать первыми на Луне.
Аппарат «Луна-1». СССР. 1959. Первый космический аппарат, достигший второй космической скорости. Правда, попасть в Луну не получилось.
«Луна-2». СССР. 1959. В Луну попали!
«Луна-3». СССР. 1959. Был сделан первый снимок обратной стороны Луны.
«Луна 4-8». СССР. 1963-1965. Попытки сесть на Луну, но аппараты либо снова пролетали мимо, либо врезались в ее поверхность.
«Луна-9». СССР. 1966. Первая мягкая посадка на поверхность Луны, а также передача первых фотографий с поверхности другого небесного тела.
«Луна-10». СССР. 1966. Первый искусственный спутник Луны.
Через 10 лет запусков к Луне наступил момент полета к Луне человека.
Аппарат «Зонд-5». СССР. Сентябрь 1968. Облет Луны советскими… черепахами. Да-да, первыми Луну своими глазами увидели наши советские черепахи. Здесь они человека обошли.
«Аполлон-8». США. Декабрь 1968. Облет Луны человеком.
«Аполлон-11». США. 1969. Высадка человека на Луну.
После этого туда еще летали, выполняли первые доставки образцов грунтов автоматическими аппаратами, доставляли луноходы и лунные автомобили и всячески изучали Луну. Но затем интерес к Луне заметно поубавился.
Кто увидел Луну раньше при ее первом физическом изучении?
Мимо! Черепахи были первыми живыми существами, которые увидели Луну своими глазами, т.к. они могли спокойно прожить неделю без еды.
Не-а. Черепахи были первыми живыми существами, которые увидели Луну своими глазами, т.к. они могли спокойно прожить неделю без еды.
Все верно! Черепахи были первыми живыми существами, которые увидели Луну своими глазами, т.к. они могли спокойно прожить неделю без еды.
| Дальше |
| Узнать результат |
Зачем нам летать на Луну сегодня?
Верно! Луна — следующая необходимая ступень развития человека в космосе. Все технологии, которые необходимо отработать для дальнейшего исследования космоса, проще исследовать на Луне. В том числе изучение возможности жизни человека в глубоком космосе.
Нет. Луна — следующая необходимая ступень развития человека в космосе. Все технологии, которые необходимо отработать для дальнейшего исследования космоса, проще исследовать на Луне. В том числе изучение возможности жизни человека в глубоком космосе.
Не-а. Луна — следующая необходимая ступень развития человека в космосе. Все технологии, которые необходимо отработать для дальнейшего исследования космоса, проще исследовать на Луне. В том числе изучение возможности жизни человека в глубоком космосе.
| Дальше |
| Узнать результат |
Сколько лететь до Луны на системе на базе жидкостного ракетного двигателя (ЖРД)?
Верно! Полет системы на базе ЖРД с Земли на Луну будет занимать меньше недели (4−5 дней).
Увы, но нет. Полет системы на базе ЖРД с Земли на Луну будет занимать меньше недели (4−5 дней).
Неверно. Полет системы на базе ЖРД с Земли на Луну будет занимать меньше недели (4−5 дней).
| Дальше |
| Узнать результат |
Во сколько раз медленнее лететь тот же путь до Луны на системе на базе электрореактивной двигательной установке (ЭРДУ)?
Нет. Тот же полет системы на базе ЭРДУ будет занимать около 200 дней. В сравнении с системой на базе ЖРД разница во времени полета отличается в 30 раз.
Да! Тот же полет системы на базе ЭРДУ будет занимать около 200 дней. В сравнении с системой на базе ЖРД разница во времени полета отличается в 30 раз.
Не-а. Тот же полет системы на базе ЭРДУ будет занимать около 200 дней. В сравнении с системой на базе ЖРД разница во времени полета отличается в 30 раз.
| Дальше |
| Узнать результат |
Какую космическую скорость нужно достичь, чтобы улететь к другим планетам Солнечной системы?
Нет. Чтобы мы могли летать к другим планетам Солнечной системы, необходимо развить скорость равной или выше второй космической (11,2 км/с).
Правильно! Чтобы мы могли летать к другим планетам Солнечной системы, необходимо развить скорость равной или выше второй космической (11,2 км/с).
Неверно. Чтобы мы могли летать к другим планетам Солнечной системы, необходимо развить скорость равной или выше второй космической (11,2 км/с).
| Дальше |
| Узнать результат |
Сколько лунной транспортной платформе нужно иметь на борту топлива, чтобы доставить на Луну 10 тонн груза?
Неверно. Для лунной транспортной платформы на базе ЖРД необходимо для перелета гораздо больше топлива, чем масса самого груза, который необходимо доставить на Луну.
А вот и нет. Для лунной транспортной платформы на базе ЖРД необходимо для перелета гораздо больше топлива, чем масса самого груза, который необходимо доставить на Луну.
Правильно! Для лунной транспортной платформы на базе ЖРД необходимо для перелета гораздо больше топлива, чем масса самого груза, который необходимо доставить на Луну.
| Дальше |
| Узнать результат |
Ой-ой-ой. Кажется, кто-то запутался в путешествии на Луну и кое-кому надо срочно посмотреть выступление спикера.
Практически получилось выйти на орбиту Земли! Не хватило буквально немножечко, может быть, заново посмотреть выступление Егора?
Поздравляем! Прекрасный результат! Вы практически приняты в команду лунной транспортной платформы!
Для чего человеку Луна в 21 веке?
В начале XXI века на Луне обнаружили залежи воды в виде маленьких кристалликов. И это снова взбудоражило мир ученых. Вода крайне важна не только для питья космонавтов или выращивания растений, но и для получения ракетного топлива.
Это значит, что, используя Луну как базу, человечество сможет гораздо эффективнее продолжать освоение космоса и получит доступ к новым вариантам межпланетных перелетов.
Еще есть идеи о переносе части производств в космос для сохранения здоровья Земли и получения новых видов материалов и изделий.
Вот и получается, что освоение Луны — это следующая ступень развития человека в космосе.
Как мы помним, Луна изучалась автоматическими системами. Реализация полета человека на Луну — это задача более сложная.
В будущем освоение Луны видится как развертывание лунной базы, лунной орбитальной станции, наличие на ее поверхности различных автоматических исследовательских и производственных аппаратов и присутствие человека на Луне, но пока что на короткий срок.
Касательно обеспечения длительного пребывания человека на Луне — эта задача пока не решенная.
Главная опасность на Луне, как ни странно, — это Солнце. Так как там нет атмосферы, то и от его излучения человека ничего не защищает.
Поэтому одна солнечная вспышка — и все, через несколько минут космонавтов нет.
Поэтому одна солнечная вспышка — и все, через несколько минут космонавтов нет.
А как, собственно, лететь на Луну?
Все, что необходимо для постройки лунной базы, и в том числе научное оборудование, туда надо как-то доставить. Так как работающий телепорт пока что не создали, то доставлять придется привычными сегодня методами — на реактивной тяге.
Сегодня реактивную тягу можно создать либо с помощью смешения и сжигания жидких компонентов ракетного топлива, либо преобразованием электрической энергии в направленную кинетическую энергию частиц.
Сегодня реактивную тягу можно создать либо с помощью смешения и сжигания жидких компонентов ракетного топлива, либо преобразованием электрической энергии в направленную кинетическую энергию частиц.
Проще говоря, все реактивное движение основано на отбрасывании от себя какой-то своей части.
Вы можете провести опыт, чтобы понять, что такое реактивная тяга: возьмите с собой друга, вещи (можно что-то тяжелое), сядьте в лодку на озере и выбрасывайте за борт в одном направлении все, что у вас есть с собой.
Весла, сумки, части самой лодки, можете товарища туда же, если много вопросов задает.
И вы заметите, что лодка будет двигаться в направлении, противоположном направлению выбрасывания вещей.
Ракеты и космические аппараты двигаются в космосе так же, просто у них этот процесс выстроен с максимально возможной эффективностью.
На базе того варианта, что построен на перемешивании жидкостей, создали жидкостный ракетный двигатель. Кратко — ЖРД. Не путать с РЖД. Жидкости, кстати, называются «компонентами ракетного топлива». И состоят из горючего и окислителя.
А вариант, основанный на электричестве, применяется в электрореактивных двигательных установках. Кратко — ЭРДУ. Тут перепутать уже сложнее.
Принцип работы ЖРД — практически как у автомобильного двигателя. То есть, если для машины горючее — это бензин, окислитель — обычный воздух. Мы их берем, смешиваем в специальном месте и поджигаем
После этого в машине начинают двигаться различные железяки — и вы едете.
У космического аппарата или ракеты на базе ЖРД также на борту есть запас топлива, но вот воздух в космос как-то не завезли. Поэтому умные люди решили, что этот «воздух» мы тоже будем брать с собой, а точнее — только то, что нам нужно, — кислород.
У космического аппарата или ракеты на базе ЖРД также на борту есть запас топлива, но вот воздух в космос как-то не завезли. Поэтому умные люди решили, что этот «воздух» мы тоже будем брать с собой, а точнее — только то, что нам нужно, — кислород.
Для того чтобы взять его побольше и полететь дальше, преобразуем его в другой вид — жидкий. И, собственно, все, главная проблема решена.
А дальше мы эти две жидкости мешаем, поджигаем, и только теперь уже нам никакие железяки крутить не надо для того, чтобы двигаться, мы сразу отбрасываем от себя лишнее.
ЭРДУ тоже основаны на отбрасывании от себя некоторой массы, но только уже на более мелком уровне — на уровне частиц.
А дальше мы эти две жидкости мешаем, поджигаем, и только теперь уже нам никакие железяки крутить не надо для того, чтобы двигаться, мы сразу отбрасываем от себя лишнее.
ЭРДУ тоже основаны на отбрасывании от себя некоторой массы, но только уже на более мелком уровне — на уровне частиц.
Что же выбрать: ЖРД или ЭРДУ?
На Луну на ЖРД долететь можно за несколько дней.
На ЭРДУ же лететь порядка 200 дней… В одну сторону… В лучшем случае… Не особо классно, да?
Поэтому для пилотируемых миссий будут применяться системы на базе ЖРД.
А на ЭРДУ можно будет доставлять все то, что не требовательно ко времени и может спокойно находиться длительное время в глубоком космосе.
А на ЭРДУ можно будет доставлять все то, что не требовательно ко времени и может спокойно находиться длительное время в глубоком космосе.
НО! На ЭРДУ лететь дешевле: вам надо иметь меньше топлива с собой, стоимость доставки грузов падает в разы. А экономическая составляющая любого проекта в реалиях сегодняшнего мира — это чуть ли не главная часть, которая иногда останавливает существование и развитие крутых идей и проектов.
Кстати, факт: Один пуск нашего ракетоносителя «Союз» сегодня стоит более $60 млн
Время покажет, какая система эффективнее в сравнении друг с другом, но, скорее всего, существовать они будут обе.
Выхожу на орбиту!
Возвращаясь к полету на Луну: лететь можно двумя способами:
Можно лететь прямым перелетом с поверхности Земли на орбиту или поверхность Луны.
А можно сначала выйти на околоземную орбиту и оттуда отправиться на орбиту или поверхность Луны.
Оба эти варианта имеют свои причины для существования.
Да, для разовых миссий по типу высадки людей на Луну или доставки одного аппарата для длительных исследований — эффективнее прямой перелет.
Да, для разовых миссий по типу высадки людей на Луну или доставки одного аппарата для длительных исследований — эффективнее прямой перелет.
Но если рассматривать постоянное изучение Луны, когда запуски проводятся регулярно, то одноразовыми системами мы замусорим космическое пространство.
Когда я это осознал, я понял, что нужно сделать такую систему, которая, как обычный фургон доставки, будет возить что-либо на Луну и обратно.
И я решил создать такой космический аппарат, к которому мы будем прицеплять груз и с ним вместе лететь на Луну.
Встречайте: лунная транспортная платформа.
По моей идее, лунная транспортная система будет существовать вместе с разрабатываемой околоземной орбитальной станцией.
3-я космическая скорость и 2 баскетбольных поля
И чтобы выполнить миссию полета на Луну, мы будем двигаться шаг за шагом:
Сначала на орбиту мы выведем лунную транспортную платформу, затем туда же выведем бочку с запасами топлива и перекачаем его на борт платформы.
Бочка отстыкуется от платформы и сгорит в атмосфере.
Бочка отстыкуется от платформы и сгорит в атмосфере.
Следующий шаг: вывести на орбиту Земли сам груз и пристыковать его к платформе.
И лунная транспортная платформа вместе с грузом выполняет перелет на Луну.
И лунная транспортная платформа вместе с грузом выполняет перелет на Луну.
После того как платформа доставит груз на орбиту Луны, произойдет отстыковка груза, он опустится на Луну, а лунная транспортная платформа останется на орбите — ждать выполнения миссии и возврата на Землю полезных научных данных и ресурсов для изучения; или сразу вернется на Землю, чтобы ждать следующей миссии.
Чтобы все задуманное стало реальностью, следовало провести баллистический расчет и понять, с какой скоростью лететь, а значит, вычислить — сколько топлива нам понадобится.
Вы должны помнить, что существуют три космические скорости.
Первая — нужна, чтобы начать кружиться вокруг Земли. То есть выйти на околоземную орбиту. Ее еще называют скоростью бесконечного падения, потому что движение по орбите — это, условно, бесконечное падение, где вы постоянно промахиваетесь мимо Земли.
Вторая — нужна, чтобы можно было улететь от Земли к другим небесным телам.
Третья — нужна для того, чтобы можно было улететь вообще из Солнечной системы. Если вас прям настолько все раздражает и бесит, то можете на ней улететь за пределы нашей системы — и вас точно уже никто не достанет.
Опуская расчеты, скажу, что я получил: для полета на Луну с грузом массой до 10 тонн мне нужно взять с собой 45,5 тонны топлива.
Чтобы было нагляднее: это почти как 30 000 бутылок Колы объемом 1,5 литра, а если измерять необходимое топливо баскетбольными площадками, то это 2 баскетбольные площадки, где друг за другом стройно лежат 30 000 полуторалитровых бутылок.
И кстати, эти 30 тысяч бутылок только туда, на Луну.
И кстати, эти 30 тысяч бутылок только туда, на Луну.
Лунная транспортная платформа и многое-многое другое
Итак, вот как выглядит лунная платформа: похожа героя из «Звездных войн»: R2D2 с синими веслами. Но это не он. Синие весла — вообще не весла, а солнечные батареи. Мне бы, конечно, хотелось бы увидеть мою разработку в металле при выполнении лунных миссий, но как все в итоге обернется для меня — приятная неизвестность.
Мой проект, о котором я вам рассказал, — это далеко не первый и не последний проект подобного плана.
Общаясь с ребятами моего возраста, которые далеки от космоса, ребятами помладше и даже взрослыми людьми, я заметил, что у нас очень плохо с общей осведомленностью людей по нашим космическим проектам.
Когда разговариваешь с людьми на тему космоса, то слышишь, что «Вот в Америке столько проектов делают. Столько всего придумывают. А мы лишь можем сказать, что «Прости нас, Юра, мы все …».
Но на деле же это не так. У нас тоже есть много крутых проектов. Часть из них уже делается в металле и испытывается:
Но на деле же это не так. У нас тоже есть много крутых проектов. Часть из них уже делается в металле и испытывается:
многоразовая ракета «Амур» на сжиженном природном газе (том самом, на котором вы дома кофе в турке варите)
межпланетные буксиры на ЭРДУ (теперь вы знаете, что это)
новый космический корабль «Орел»
новая орбитальная станция
многочисленные спутниковые группировки, которые можно считать текущим трендом в космонавтике, и многое другое
Мы, люди из космической отрасли, не согласны с этим мемом про «Прости нас, Юра…». Мы продолжаем работать, как и наши наставники в свое время. И я приглашаю вас изучать достижения нашей космической отрасли и по-прежнему гордиться российской космонавтикой!
Руководитель проекта
Елена Куликова
Елена Куликова
Project менеджер
Александра Худорожкова
Александра Худорожкова
Ведущий продюсер проекта
Наталья Макарова
Наталья Макарова
Генераторы идей по оформлению лонгрида
Евгений Кучук
Алина Лебедева
Анастасия Павлова
Евгений Кучук
Алина Лебедева
Анастасия Павлова
Операторы
Роман Садовой
Александр Ширков
Андрей Минаев
Вячеслав Волков
Алексей Иванов
Алексей Епифанов
Роман Садовой
Александр Ширков
Андрей Минаев
Вячеслав Волков
Алексей Иванов
Алексей Епифанов
Режиссеры монтажа
Игорь Куприянов
Павел Яковлев
Игорь Куприянов
Павел Яковлев
Режиссер и редактор
Александра Лябина
Александра Лябина
Видео
В спецпроекте использованы мемы и изображения из платных и свободных источников (freepik, shutterstock, unsplash), а также кадры из фильмов и сериалов: «Незнайка на Луне» (1997—1999. Режиссеры: Юрий Бутырин, Александр Люткевич, Андрей Игнатенко. Сценарий: Владимир Голованов, Сергей Иванов, Николай Носов. Композиторы: Юрий Прялкин, Константин Меладзе), «Парк и зона отдыха» (2009—2015, Open 4 Business Productions. Авторы идеи: Грег Дэниелс, Майкл Шур), «Звёздный путь: Следующее поколение» (1987—1994, Paramount Domestic Television. Автор идеи: Джин Родденберри), «Звёздные войны: Эпизод 4 — Новая надежда» (1977, Lucasfilm Ltd. Сценарист и режиссер — Джордж Лукас. Композитор — Джон Уильямс).
При поддержке
