Космическая колония MoonLight

Главная Публикации Космическая колония MoonLight

Автор: Константин Середа

г. Тверь, научная работа,

I место в номинации «Освоение космоса, технические устройства»,

I место в общем зачете научных и научно-исследовательских работ

Космическая колония MoonLight

Введение

Мы живем в стремительно развивающемся мире, где постоянно что-то меняется. Научно-технический прогресс движется вперед, и в недалеком будущем люди отправятся постигать и заселять загадочный космос.

Освоение космоса – очень важный шаг. Уже сейчас идет разработка проектов кораблей, способных путешествовать в поисках планет, пригодных для жизни. Однако эти работы пока что по своей задумке слишком фантастичны, так как практически нереализуемы.

Актуальность поиска нового «дома» сейчас повышается из-за увеличения числа экологических проблем, что негативно сказывается не только на людях, но и в целом на природе Земли. Вдохновившись последними ракетными разработками, я поставил перед собой цель: создать прототип космической колонии, которая расширит возможности научных исследований и проложит дорогу в глубины космоса. После чего я сформулировал ряд задач:

Сбор информации из доступных источников;
Обработка информации, отсеивание лишнего материала;
Обоснованный выбор первых параметров колонии;
Необходимые технические расчеты;
Описание внешнего вида, систем жизнеобеспечения и инфраструктуры базы.

Затем была выдвинута следующая гипотеза: в настоящее время (к 2100 году), используя современные научные знания (открытия и изобретения), возможно создание автономной колонии на Луне с искусственной гравитацией.

Данная работа состоит из расчетов параметров базы (размеры, вместимость, стоимость постройки), из описания технического устройства, жизнеобеспечения и инфраструктуры сооружений.

Я считаю, что для начала важно построить небольшую действующую базу на Луне и наладить на ней жизнь, чтобы иметь представление о том, с какими трудностями могут столкнуться первые колонисты.

Такую колонию можно располагать на движущихся астероидах и вместе с ними путешествовать в поисках планет или сооружать на спутниках найденных планет, где наличие гравитации не будет иметь решающего значения.

Кажется, что слишком радикально? Не бойтесь, а скорее ступайте на борт! Добро пожаловать в будущее, добро пожаловать на MoonLight!

Что такое MoonLight?

MoonLight – это технически развитая колония, расположенная на экваторе обратной стороны Луны. Она предназначена для изучения спутника Земли, а также для проживания тысяч людей.

Колония MoonLight – место, где люди смогут совершать научные открытия, проводить исследования в условиях низкой гравитации. Здесь будут подготавливаться будущие космонавты и проходить испытания новой техники. Недалеко от базы, на специально подготовленном космодроме, будут строить и запускать космические корабли.

Но самое важное то, что MoonLight может стать самым первым серьезным шагом в покорении Вселенной. Этот проект позволит перейти на совершенно новый уровень освоения космоса!

Почему именно на Луне?

Так как MoonLight будет первой в своем роде колонией, то рационально расположить ее ближе к Земле, чтобы в случае непредвиденной ситуации можно было вмешаться и решить появившиеся проблемы. Но это далеко не главная причина положения MoonLight.

Во-первых, необходимо продолжать изучение Луны, получить детальную информацию о ее строении. Особый интерес представляет малоизученная обратная сторона, нуждающаяся в геологических и геохимических исследованиях.

По прогнозам ученых на Луне можно найти титан, платину, уран, золото. Поскольку постоянная перевозка ресурсов с Земли будет коммерчески невыгодна, то куда лучше добывать и использовать полезные ископаемые прямо на Луне.

Во-вторых, колония на поверхности Луны позволит провести широкий круг астрономических и астрофизических экспериментов. Отсутствие у Луны атмосферы создает отличные условия для изучения объектов Солнечной системы.

Еще одно преимущество заключается в том, что существует возможность использования двух радиотелескопов для получения более точных данных о планетах Солнечной системы. Для этого один из них необходимо расположить на Земле, а другой – на Луне, после чего можно будет изучать детальное изображение космических объектов.

Физическая часть

Форма колонии

Изначально было два варианта формы колонии. Их преимущества и недостатки представлены в Приложении 1.

Из таблицы видно, что сфера обладает рядом серьезных недостатков. Главным из них является различная гравитация на поверхности в форме сферы. В дополнение, потребуется больше затрат на ее производство и обслуживание, так как сфера имеет больший объем и площадь. Все эти недочеты делают форму сферы неподходящей.

Получается, что тор – это отличное решение. Невзирая на то, что он предоставляет меньший объем, он требует значительно меньших затрат, как на материалы, так и на обслуживание. Шанс попадания метеоритов в колонию значительно уменьшается. Также у тора не будет проблем с разной гравитацией. Учитывая все это, тор кажется самым лучшим решением. Тор победил!

Размер колонии

Когда я решил расположить космическую станцию на Луне, появилось два прототипа будущей постройки.

Из-за многих недостатков большую базу в наше время будет куда сложнее соорудить, чем несколько маленьких. Земля сильно пострадает из-за большой потери ресурсов и денег в одно время. Поэтому необходима поэтапное строительство. Для этого подходит второй вариант.

Он состоит из нескольких небольших станций. Каждая представляет собой автономное сооружение, которое постоянно коммуницирует со всей колонией.

Таким образом, куда выгоднее построить несколько небольших баз. Тем более в ближайшие десятки лет это куда реальнее, учитывая имеющиеся ресурсы Земли. Итак, колония из маленьких баз победила!

Общая характеристика MoonLight

После выбора формы и размеров будущей колонии, зародился проект MoonLight. Следующим шагом будет измерение и расчет всех величин космической станции. Но начать стоит с более подробного технического описания MoonLight.

Колония MoonLight, как уже было сказано, располагается в центральной части экватора обратной стороны Луны. Здесь удобно и выгодно проводить научные исследования. Состоит база из десяти небольших колоний, которые называются Light. По плану каждая вмещает примерно человек. Семь Lights располагаются в центральной части колонии прямо на ангаре. Другие три Lights являются профильными и находятся рядом с ангаром, в котором ученые с помощью роботов проводят опыты и эксперименты.

Недалеко от базы расположена лунная шахта. Здесь добывают необходимы для жизни MoonLight минералы, а также проводят изучение месторождений полезных ископаемых. Чуть дальше расположены панели солнечных батарей.

Каждая Light способна существовать отдельно и автономно, но все они постоянно между собой взаимодействуют. Light делится на две части – Вращающуюся и Статичную. Вращающаяся состоит из Кольца и Лучей. Статичная состоит из опорной части – башни.

Каждой Light будет присвоен номер в соответствии со схемой в Приложении 5.

Люди проживают во Вращающейся круговой части Light, которая разделена на отсека. Каждый отсек имеет свое предназначение. Быстрое перемещение между отсеками будет обеспечено за счет лифта, расположенного вдоль круговой части Light.

Круговая часть Light

Искусственная гравитация

Я уже выбрал оптимальную форму для жилой части колонии – тор. Для того чтобы люди смогли свободно перемещаться по поверхности космической станции необходимо создать искусственную гравитацию в 1g.

Тор во время вращения вокруг своей оси будет испытывать центростремительно ускорение. Согласно второму закону Ньютона: ускоряющееся тело обладает чистой силой, действующей на него. В нашем случае эта сила будет направлена так же, как и ускорение – к центру окружности.

Таким образом на Вращающейся части Light будет создана псевдогравитация. Однако, хоть сила и направлена к центру, людей будет притягивать к противоположной части базы. Это происходит из-за третьего закона Ньютона: сила действия равна силе противодействия. Именно поэтому сила, направленная в центр, заставляет предмет оказывать равную, но противоположную силу. Возникает центробежная сила. В результате быстрого вращения она становится все больше, тем самым создавая искусственную гравитацию на Light.

Форма Вращающейся части

При создании искусственной гравитации не рационально использовать чистую форму тора. В случае с тором пол будет полукруглый. Значит g будет сохранять свое одинаковое значение на небольшой участке ширины колонии. Следовательно, жители смогут перемещаться и жить лишь в меньшей части станции, а остальное пространство будет непригодно (бесполезный расход ресурсов).

Чтобы этого избежать, необходимо немного вытянуть тор в форму, которая в срезе напоминает равнобедренную трапецию.

Тем самым увеличивается площадь с одинаковой гравитацией, пригодная для проживания. Форму среза в виде прямоугольника использовать не рационально. При таком варианте будет много лишнего места, а следовательно, будут потрачены лишние материалы.

Сила Кориолиса

Существует одна псевдосила, которая будет возникать во время перемещения жителя колонии относительно направления движения колонии. Это сила Кориолиса. В условиях действия этой силы космонавта постоянно будет укачивать, что очень плохо. Также эта псевдосила может вызвать тошноту, проблемы с внутренним ухом, что снизит качество жизни на станции.

Ускорение Кориолиса задается уравнением:

От сюда видно, что ускорение прямо пропорционально скорости вращения базы и обратно пропорциональна радиусу (расстоянию между осью вращения и самой вращающейся частью).

Обойти негативный эффект от силы Кориолиса можно, если период вращения колонии будет равен 30с. Тогда, учитывая, что ускорение равно 1g, из формулы:

Выражаем R и получаем, что необходимый радиус составляет 224м.

Расчет характеристик Light

Вращающаяся часть

Перед началом расчетов я решил собрать формулы, которые мне необходимы. Затем я составлю форму, в которой наглядно будут отражены все характеристики. Сразу отмечу, что я отталкиваюсь от ширины пола, общего числа людей и количества кв. метров на человека на Light.

Обозначим общее число людей за (population), кол-во кв. метров на человека (area), ширина пола за (width), а ширина потолка – за c (ceiling). Также сразу зададим высоту потолка в Light за (height) и плотность металла, из которого состоит Light за d (density).

Теперь, используя вышеперечисленные формулы составим таблицу, в которой будем менять различные параметры.

Изначально я стал варьировать различные показатели, постоянно варьируя их. Сразу выявились закономерности: 1) изменение ширины базы обратно пропорционально скорости, радиусу, периоду и длине базы;

2) изменение площади на одного человека, как и общей численности, наоборот, прямо пропорционально изменению других показателей.

Таким образом, мне нужно работать по закономерности, чтобы снизить все показатели. В итоге я решил увеличить ширину пола с до , а ширину потолка понизить с до , так как куда лучше будет, если у людей появится больше пространства. Таким образом, сохраняя другие показатели без изменений, я пришел к конечным измерениям.

Выбор материала для Вращающейся части

Следующим шагом будет выбор материала и расчет массы Вращающейся части Light. Сразу стоит отметить желательные критерии для конечного выбранного металла, который станет основой сплава:

Он должен быть как можно легче, пластичнее, чтобы удобно было его транспортировать на Луну, а также вращать конструкцию;
Металл должен быть прочным, чтобы колония не выходила из строя из-за столкновения с астероидами;
Его должно быть достаточно на Земле, чтобы хватило на постройку колонии. При этом запасы металла не должны полностью иссякнуть;
Металл должен быть как можно дешевле, чтобы минимизировать общую стоимость космической станции;
Он должен быть как можно более долговечный, должен справляться с коррозией, чтобы колония прослужила как можно дольше.

Проанализировав основные металлы, используемые в ракето- и самолетостроении, я обнаружил, что наибольшим количеством преимуществ обладает алюминий. Его легкость, долговечность, а также высокая стойкость к коррозии планете являются важными плюсами. Именно поэтому он так активно используется в ракетостроении.

В земной коре Земли содержание алюминия велико, поэтому создание крупной колонии не истощит нашу планету. Однако использовать только один алюминий неправильно, так как он обладает низкой прочностью.

В своем проекте я хочу использовать сплав, в основе которого будет лежать алюминий. Чтобы компенсировать недостатки алюминия, в сплаве также будут участвовать медь, литий, цинк и магний. В итоге мы получаем сплав, который является аналогом сплава В-1461-Т1. Он высокопрочный, обладает пониженной плотностью, а также коррозионностойкий.

Еще этот сплав активно применяют в самолетостроении. К моменту начала разработки его могут дополнить и другими компонентами, чтобы улучшить все показатели. Однако за основу для стен предлагаю все равно взять сплав алюминия В-1461-Т1.

Для того, чтобы максимизировать рационально использование ресурсов и уменьшить массу Кольца Light, необходимо использовать следующую конструкцию.

Аналогично этой схеме сооружаются фундаменты в домах. Вся нагрузка, в результате распределения, приходится на крайнюю часть сооружения. Значит, если убрать из центральной части сплав, то прочность сохранится, но потребуется потратить практически в раза меньше материалов.

Теперь, учитывая это, рассчитаем массу Кольца Light: 150552 т, при этом масса стен составляет 122431 т, а масса всего содержимого 28121 т.

Статичная часть

Статичной частью Light является своеобразный «столб» – башня, на котором держится вся вращающаяся конструкция. Внутри мощных электродвигателя вращают жилую часть Light. Если один выйдет из строя, то пока его ремонтируют, остальные двигатели смогут продолжить работу, а значит людей эвакуировать не придется.

Длина статичной части будет различной у всех Light, чтобы расположить их как можно ближе к друг другу.

Расстояние между башнями любых двух Light должно быть хотя бы , чтобы их было проще обслуживать.

В данном случае длина башни, в связи с низкой гравитацией на Луне (0,162g), не играет крупной роли. Но, чтобы конструкция оставалась надежной, более низкие башни будут толще, тем самым объем, а соответственно, и масса будут на всех Light одинаковыми.

Также для поддержания устойчивости к низу башня расширяется, тем самым смещая центр масс к поверхности Луны. У самого ее основания расположены специальные подпорные блоки, которые придают статичность Light. Они являются второстепенными зданиями, внутри которых проводят исследования космического пространства и практические занятия по подготовке космонавтов. Здесь действуют условия лунной гравитации.

В самом низу находится опорная часть, на которую опирается вся конструкция. В ангаре располагаются специальные железобетонные держатели, которые укрепляют конструкцию Именно на эту часть будет приземляться укомплектованный Light на новые планеты.

Высоты статичной части Light будут находиться в диапазоне от в длину. Ширина для каждого рассчитывается из пропорции, чтобы масса и объем не менялись. Как аналогию конструкции Light я решил использовать характеристики самого большого ветрогенератора Земли – Энеркон E-126. Высота y Энеркон E-126 от земли до оси вращения – 135 м, а диаметр самой нижней точки – 17 м. Масса фундамента – 2500 т, oпopнaя башня – 2800 т, а масса вращающейся части ветрогенератора – 800 т. При этом опорная башня и фундамент изготавливаются из железобетона, плотность которого равна 2500 кг/м^3 .

Для начала подсчитаем какой объем выдерживает 800 т вращающейся части. Для этого рассчитаем длину окружности и умножим на высоту ветрогенератора: V=30626,8 м^3.

Значит пропорция получается следующей: 1 м^3 выдерживает 38 т Энеркон Е-126 на Земле. Но так как гравитация на луне в 6 раз меньше, то, следовательно, 1 м^3 выдержит на луне 228 т. Учитывая посчитанную ранее массу одного Light, получаем: 660〖 м〗^3.

Однако в башне размещены 4 лифта, с помощью которых люди смогут перемещаться между Light. Таким образом необходимо брать больший объем с запасом (=2000〖 м〗^3), а значит ширина (диаметр) должна быть в диапазоне от 7-12 м.

Вращение всей Light обеспечивается электродвигателями. Однако они лишь приводят механизм в действие. Сама система вращается с помощью «шестеренок».

Три маленькие шестеренки раскручивают одну большую и массивную шестерню, которая обеспечивает вращение Кольца Light. Каждый электродвигатель отвечает за свою небольшую шестерню.

Выбор материала для статичной части

Изучив преимущества и недостатки различных металлов и материалов, можно подобрать материал, необходимый для башни Light. Важно сразу отметить, что он будет отличаться от сплава Вращающейся части. Металл должен быть более тяжелым, чтобы выдерживать на себе нагрузку, оказываемую Кольцом.

Так как за основу расчетов еще в предыдущем пункте был взят ветрогенератор Энеркон Е-126, то сначала нужно рассмотреть из чего сделана его башня. Изготавливается она сплошь из железобетонных колец, которые устанавливались последовательно друг на друга.

Основным материалом башни Light тоже взят железобетон. Одним из главных его преимуществ является длительный срок службы (конструкция может полноценно служить более лет). Железобетону также характерно высокое сопротивление динамическим и статическим нагрузкам. Но железобетон имеет и несколько недостатков. Он обладает тяжелым весом, что усложняет его транспортировку на Луну. Также он имеет высокую теплопроводность, что потребует использование дополнительным материалов для сохранения тепла внутри башни Light.

Первую проблему можно решить поэтапной перевозкой блоков (колец) и дальнейшим их соединением друг с другом. Вторая проблема потребует затрат больших ресурсов, так как в башне будет мало места для вакуума. Для сохранения тепла идеально подойдет теплоизоляционный бетон, который не только сохраняет тепло, но и является достаточно легким материалом. На MoonLight будет использован не дорогой, но долговечный и прочный керамзитобетон.

Теперь рассчитаем приблизительную массу всей башни, учитывая значения величин из прошлого пункта. Для начала посчитаем объем железобетона в конструкции: (V=V_общ-V_внутр, r и h берем усредненные — 5 и 70 м соответственно, ; толщина железобетонных стен будет 1м):

V_общ=3,14*r^2*h=5495 〖 м〗^3

V_внутр=3,14*(r-0.5)^2*h=4450,95 〖 м〗^3

V=1044,05 〖 м〗^3, а значит минимальная масса башни составит: 2610 т. Учитывая также массу лифтов, керамзитобетона и других сооружений внутри получим в итоги массу примерно равную 3510 т.

Сводка по общему необходимому количеству ресурсов и их стоимости представлена в Приложении 15,

а размеры Lights – в Приложении 16.

Безопасность колонии

Радиация

Радиация представляет собой серьезную опасность для колонии. Именно поэтому защита от радиации на базе обеспечивается за счет легких и гибких слоев Демрон. Основу Демрон составляет полимерный нано-материал (c антирадиационными свойствами), расположенный между дополнительными слоями ткани. Эффективность защиты Демрон сравнима с защитой свинца, толщиной .

Демрон, в отличие от обычно используемых защитных костюмов, защищает не только от альфа-частиц, но также и от бета- и гамма-лучей. Электрически нейтральная частица создана так, чтобы электронное облако, способное поглощать или отклонять радиоактивные лучи, полностью ее окружало.

Микрометеориты и космический мусор

Еще одной важной деталью в обеспечении безопасности является защита от микрометеоритов и космического мусора. В своем проекте я решил использовать защиту Уиппла. Ее в настоящее время применяют на МКС для защиты от микрометеоритных столкновений.

Идея защиты Уиппла заключается в создании стен из нескольких слоев сплава алюминия, причем первый слой самый тонкий. Когда микрометеорит врезается в колонию то переданная при этом кинетическая энергия, проходя первый слой, на втором – распределяется более равномерно, а на третьем – еще равномернее. Таким образом удается максимально смягчить удар.

Стены Кольца Light

Как уже стало понятно стены Кольца Light не будут состоять только из сплава. Для того, чтобы тепло как можно надежнее сохранилось внутри колонии и теплообмен между базой и космическим пространством был как можно ниже, необходимо сделать вакуумную прослойку в самой стене. Причем чем больше будет ее ширина, тем меньше будет теплообмен.

Таким образом, я решил использовать следующий состав стены.

Сначала идут два слоя сплава алюминия В-1461-Т1, толщиной каждый. Это позволит избегать повреждений станции при столкновении с микрометеоритами. В промежутках между этими слоями будут проложены слои Демрон, толщиной . Затем идет 1 метровый слой вакуума для защиты от теплообмена между базой и холодным космосом. После него – еще слоя сплава. А уже в стенах самого Кольца находится заключительный защитный слой Демрон, толщиной . Два слоя Демрон смогут защитить Вращающуюся часть от радиации. За ним идет слой железобетона, сохраняющего изоляцию. И только после этого начинается жилая зона.

В целом, такое устройство стен способствует защите от различных поражающих факторов в космосе: солнечной радиации, холода и столкновения с астероидами.

Инфраструктурная составляющая

Атмосфера

Людям, растениям, животным для жизни нужен кислород. Именно поэтому необходимо, чтобы на MoonLight существовала система, способная постоянно обновлять состав атмосферы колонии. Для этого на базе существуют специальные фильтровые станции, которые располагаются в Лучах Light. Разберемся как они работают.

Сначала, с помощью вытяжек и труб воздух попадет в отсек, где располагается несколько крупных фильтров. Здесь происходит фильтрация воздуха от грязи, пыли и вредных веществ. При этом каждый фильтр служит для своих целей: поглощение из атмосферы и удержание тяжелых «углеводов»; защита от легких примесей; устранение метана и угарного газа. Затем чистый воздух попадает на саму станцию.

Тут посажены спатифиллум, сциндапнус и др. Эти растения способны очищать воздух от вредных веществ (помогают фильтрам), а также сциндапнус устойчив к теневыносливости, что позволит экономить энергию на светодиодных лампах. Чтобы процесс фотосинтез проходил, здесь расположены светодиодные лампы, эмитирующие солнечный свет.

После того, как состав воздуха изменился, он попадает в специальный отсек, проверяющий необходимый состав. Если содержание кислорода более 27%, то свет выключается в одном или нескольких отсеках, после чего через некоторое время (когда его уровень опустится до 21%) снова идет мониторинг состава (растения поглощают кислородом).

Если содержание углекислого газа превышает 0,5%, то воздух снова отправляется в отсек с растениями. Затем, аналогично, через некоторое время снова проверяется его состав.

Очистка воды

Стоит отметить, что для того, чтобы колония функционировала независимо от Земли ей необходимо постоянно снабжать себя не только кислородом, но и водой. Самым рациональным способом является переработка и очистка воды. Данная методика уже активно применяется на МКС.

На MoonLight установлена специальная аппаратура (сеть конденсаторов), которая конденсирует влагу из воздуха. Влаги в воздухе накапливается не мало количество, учитывая, что за день один житель может выделять примерно пота. Исследования показали, что регенерируемая вода не утрачивает своих свойств, а даже становится чище, чем вода в некоторых районах Земли.

Такие очистительные станции находятся в Лучах и Меньшем кольце каждой Light. Их роль в обеспечении колонии водой является самой важной. Сначала человеческие отходы (моча и фекалии) отделяются друг от друга. Их очистка происходит за счет повышенных температур и давления.

Образованный ил подвергается аэробному дыханию, при этом высушиваясь, а затем при добавлении некоторых компонентов данная масса может использоваться, как сельскохозяйственное удобрение. Моча несколько раз проходит через очистительные установки, после чего ее также можно использовать в качестве азотного удобрения.

В очистительные системы собирается вся остальная вода – грязная вода, вода после мытья, пот колонистов. Эта вода перемещается в специальный дистиллятор, внешне похожий на бочку, при этом грязная вода прогоняется через фильтры. В результате получается чистая питьевая вода.

Последними этапами очистки является обеззараживание с помощью ультрафиолетового излучения, а затем добавление небольшого количества йода к воде. Йод позволяет предотвратить размножение микробов и бактерий, а также является необходимым химическим элементом для организма человека.

Энергия

Единственным источником бесплатной энергии в космосе является Солнце. Именно поэтому недалеко от MoonLight располагаются ряды солнечных батарей. Так как ночь на Луне длиться приблизительно дней, то солнечные батареи могут накапливать и передавать энергию на MoonLight только половину месяца. Затем необходимо будет использовать накопленную за время лунного дня энергию для работы всей колонии.

На случай, если энергия будет израсходована до начала следующего дня, стоят запасные генераторы, которые смогут снабжать колонию месяца беспрерывно. Этого будет достаточно для устранения каких-либо повреждений на солнечных батареях.

Ряды солнечных батарей располагаются приблизительно на расстоянии от колонии. Это сделана для того, чтобы Lights не загородили их собой. Всего тут располагается 4 блока солнечных батарей. Каждый содержит более солнечных батарей, следовательно, всего более панелей, общей площадью .

Важно расположить рядом с этими блоками радиаторы для рассеивания лишнего тепла, чтобы батареи не портились слишком быстро. Солнечным батареям важен уход и постоянное обслуживание, так как из-за ионизирующего излучения они будут давать все меньше и меньше энергии с каждым годом. На MoonLight существует специальная работа по устранению технических неполадок на солнечных батареях.

Ангар

Одной из важнейших частей колонии является ее нижняя часть – ангар. Он представляет собой правильный шестиугольник площадью и высотой . Значит объем такого сооружения равен (с запасом).

Основной прикладной целью ангара являются научные исследования, опыты, эксперименты. Для того, чтобы человек регулярно не подвергался воздействию низкой гравитации, в ангаре работают дистанционно управляемые роботы. В настоящее время наука активно занимается созданием роботов-исследователей, и к году технологии достигнут новых высот.

В специальных лабораторных условиях и в условиях лунной гравитации будут выращиваться различные виды растений, чтобы понять какие растения смогут выжить. По результатам этих экспериментов выводятся новые сорта для использований их на планетах.

Но это не единственное применение ангара. С помощью специально разработанных роботов серии LightScience ученые могут проводить изучение поверхности Луны и химические опыты, наблюдая результаты реакций.

Немаловажным является подготовка будущих космонавтов и космических специалистов. Космонавты обучаются в специально отведенных отсеках ангара. Низкая гравитация, отсутствие атмосферы – идеальная обстановка для подготовки.

Также в ангаре присутствуют отсеки для производства. Здесь автоматизирован процесс обработки добываемых материалов, а также изготовление разных товаров. Причем выделение в вакуум вредных веществ не вредит жилой части колонии.

Фундамент ангара в высоту составляет , так как такая массивная конструкция постепенно может проваливаться под поверхность Луны.

Шахта

Неподалеку от ангара располагается шахта. Она состоит из двух частей. Первая – это здание руководства и рабочего персонала. Здесь хранится все оборудование, техника, добывающая и анализирующая недра Луны.

После добычи полезные ископаемые по конвейерной системе доставляются прямиком в это здание. Здесь они разделяются по своему составу, проходят первичную обработку, очистку. После этого они отправляются прямиком в ангар, где проходят вторичную обработку.

Вторая часть шахты – это непосредственно сама шахта. Она представляет собой «карьер». Здесь на поверхности Луны располагаются специальные буровые и добывающие установки, которые прокладывают путь добыче минералов. Внутренняя часть «карьера» подразделяется на добывающую и исследовательскую часть. В добывающей – идет добыча полезных материалов недр Луны. В исследовательской – новейшие роботы серии LightScience изучают состав недр Луны и собирают информацию о лунных минералах.

Как уже было описано ранее в недрах Луны содержится не мало полезных ресурсов, добыча и применение которых сделает колонию более независимой от поставок Земли. Во-первых, в недавних экспедициях была обнаружена в районе полюсов Луны вода в виде льда. Исследование данных мест начнется сразу после начала работы MoonLight. Во-вторых, Луна обладает крайне ценными для промышленности металлами – алюминием, титаном, железом.

В настоящее время ведутся разработки методик добычи кислорода, которого в лунном реголите много. Запасы кислорода существенно упростят использование скафандров.

Космодром

Чуть дальше, на севере, от ангара, шахты и солнечных батарей располагается космодром. Он имеет внушительны размеры, так как именно сюда приземляются космические корабли с ресурсами и людьми. Строительство MoonLight начнется именно с его основания.

Здесь строятся корабли для дальнейших полетов, проводятся их испытания в реальных условиях. Сооружением кораблей занимается целая команда из человек, которые подготовлены ко всем ЧС. Не малую помощь оказывают роботы, которые следят за цельным функционированием космодрома, выполняют важные задания.

После сооружения MoonLight в первые годы поставки ресурсов с Земли будут проходит ежемесячно. Когда колония сможет самостоятельно себя содержать, то поставки будут проходить реже. На космодроме регулярно действуют 4 корабля, доставляющие людей на Луну и на Землю.

Корабли, которые предназначены для людей и для грузов будут различаться. Но общая концепция у них будет единая – легкое, емкое, быстрое и инновационное устройство. NASA уже создало Спейс Шатл, поэтому у людей есть приблизительный образец корабля, пригодного для перелетов на небольшие космические расстояния.

После создания MoonLight планируется строительство огромного космического корабля, который будет бороздить по просторам космоса и искать пригодные для жизни планеты. Я считаю, что его необходимо строить именно в космосе, так как из-за своей огромной массы он вряд ли сможет стартовать с Земли. Как раз постепенно строительство такого корабля будет проводиться не только с Земли, но и с Луны.

Система работы и инфраструктура MoonLight

Классификация Light

Как же классифицируются Lights? Семь Lights, которые находятся на ангаре, являются обычными жилыми базами. Прямо в этих Lights люди работают, ведут хозяйство, учатся, отдыхают.

Оставшиеся три Lights находятся не далеко от ангара. Они являются профильными, так как у них есть особые задачи. Одна из них полностью создана для ученых, которые полноценно изучают Луну и космос прямо из своего «дома». Вторая предназначена для работников различных прикладных задач: обслуживание оборудования, регулирования работы тех или иных объектов. Ну и, наконец, третья служит для космического туризма – это космический отель. Lights специально расположены ближе к объектам, с которыми связаны их деятельность.

Перемещение между Lights обеспечивается благодаря лифтам в статичной части. Также несколько раз в течение дня будет прилетать шаттл.

Внутреннее устройство MoonLight

Жилое Кольцо каждого Light представляет собой территорию протяженностью в и шириной в . Все стены Light представляет собой закрытое пространство из металла. Для того, чтобы люди чувствовали себя комфортнее, испытывали позитив, я решил покрыть базу разными цветами, вызывающими приятные эмоции и повышающими работоспособность (зеленый, желтый, белый и др.).

Кольцо подразделяется на 3 воображаемых части.

Слева изображен Жилой комплекс, где в большинстве своем сконцентрированы дома жителей колонии. Здесь у каждой семьи есть свой участок с домом, садом.

Также вблизи Жилого комплекса располагается школа, ВУЗ и несколько небольших магазинов. Прогулки по улочкам разных районов – это возможность полюбоваться прекрасными растениями, домами, фонтанами.

Следующий комплекс – Общественный. Здесь располагаются все крупные сети магазинов, музеев, театров. Также тут находятся красивые площади для прогулок, много памятников, фонтанов. Здесь располагаются следующие учреждения: больницы, бассейны, тренажерные залы. В Общественном комплексе вы можете посетить музеи, которые расскажут вам историю освоения космоса. Тут всюду различные экраны телевизоров, рекламные вывески. В этом комплексе не малая территория отведена для смотровой площадки, оснащенной толстыми слоями Демрон. Именно тут каждый житель сможет любоваться красотами Солнечной системы.

Ну и последний комплекс – Природный. В нем повсюду царит природа. Данный комплекс построен в виде парка, где течет крупная река Star. Это прекрасное место для прогулок, пробежек и катания на велосипеде. В этом комплексе можно наблюдать за различными животными, купаться в речке и просто наслаждаться природой!

В разные комплексы люди попадают с помощью бокового лифта. Однако все комплексы соединены между собой тропами и дорогами, представляя единую Жилую часть.

Заключение

В 21 веке человечество стремится покорить все новые и новые горизонты. Очень важной частью в развитии людей является освоение и колонизация новых планет, путешествия по галактикам.

MoonLight – прототип будущего поселения на новых планетах. Именно эта колония откроет путь в дальнейшее покорение космического пространства. Люди смогут уже к 2100 году соорудить данную модель, которая покажет, как будет функционировать их база на других планетах.

Строительство MoonLight по приблизительным расчетам займет около 5 лет. Основным преимуществом, позволившим сократить срок строительства и стоимост модульная конструкция.

В результате проделанной работы составленная гипотеза одтвердилась. Основываясь на современных технологиях и доступных ресурсах возможно создание колонии, что доказывает мой проект. Хотя строительство и потребует не мало затрат, именно эта колония откроет путь в дальнейшее покорение космоса.

В ходе работы я более подробно познакомился с методами работы над крупными проектами, а также улучшил навык анализа информации. Надеюсь, что данная разработка поможет науке в покорении космоса!

Список литературы

1 – http://www.kids.net.au/encyclopedia-wiki/lu/Luna#Composition

2 – https://ru.wikipedia.org/wiki/Центростремительное_ускорение

3 – https://ru.wikipedia.org/wiki/Второй_закон_Ньютона

4 – https://ru.wikipedia.org/wiki/Законы_Ньютона

5 – https://universeru.com/2013/05/problema-nevesomosti-iskusstvennaya-gravitaciya-za-schet-vrashheniya/

6 – http://www.metotech.ru/titan-opisanie.htm

7 – https://ru.wikipedia.org/wiki/Алюминий

8 – https://www.popmech.ru/technologies/6230-raketnye-metally-kak-zakalyalas-stal-i-drugie-metally/#part2

9 – https://ru.wikipedia.org/wiki/Углепластики

10 – https://viam.ru/al_wrought_4

11 – http://electricalschool.info/energy/1833-kak-ustroeny-moshhnye-promyshlennye.html