Ученые подготовили проект прототипа шлюзового отсека для российской обитаемой лунной станции, который планируется построить в составе экспериментальной базы на Земле.
Фото: magnific.com
Он предназначен для отработки ключевых технологий. В частности, специалисты испытают методы удаления лунной пыли со скафандров и оборудования. Это позволит снизить воздействие опасных частиц на здоровье космонавтов и увеличить срок службы техники. Вместе с тем эксперты отметили, что полностью избавиться от опасных частиц невозможно: из-за своих физических свойств они способны проникать через уплотнители и системы очистки. Однако разрабатываемые технологии приблизят создание безопасной инфраструктуры для долговременного пребывания человека на спутнике Земли.
Какие «лунные» технологии испытают на Земле
Ученые Московского авиационного института (МАИ) совместно со специалистами Федерального медико-биологического агентства России разработали проект шлюзового модуля обитаемой станции на Луне. Он предназначен для проверки технологий, которые лягут в основу отечественной программы освоения спутника. По словам разработчиков, диаметр модуля составит 2,2−2,4 м, внутри него разместят системы подключения скафандров к бортовому питанию, компрессии и декомпрессии, теплового контроля и другие.
Главная задача прототипа — дать возможность инженерам-конструкторам разработать и испытать различные способы удаления лунной пыли с экипировки и оборудования космонавтов.
Лунная пыль — это частицы реголита (лунного грунта), которые на протяжении миллиардов лет подвергались бомбардировке метеоритами и воздействию жесткого солнечного излучения. В результате они превратились в микроскопические осколки с острыми, зазубренными краями неправильной формы. Их опасность разделяют на три группы.
Первая — осаждение пыли на оптические приборы, панели терморегулирования и солнечные батареи, что снижает КПД устройств. Также частицы реголита, попадая внутрь движущихся механизмов, способствуют их быстрому износу. Третья группа касается воздействия лунной пыли на здоровье космонавтов. Она может попадать в легкие, а затем в кровь и мозг, вызывая проблемы с дыханием и другие последствия.
Эти эффекты подтверждаются как отчетами экипажей «Аполлонов», которые в конце 1960-х — начале 1970-х произвели серию высадок на Луне, так и последующими медицинскими исследованиями.
— В настоящее время среди способов борьбы с пылью специалисты рассматривают два основных сценария. Первый предполагает механическое очищение загрязнений. Второй — подачу переменного тока на внешнюю оболочку скафандров, чтобы заряженные частицы стекали под действием электрического поля, — объяснил «Известиям» и.о. заведующего кафедрой «Экология, системы жизнеобеспечения и безопасность жизнедеятельности» МАИ профессор Александр Белявский.
Вместе с тем из-за слабой лунной гравитации и электростатических эффектов пыль в переходной камере будет висеть часами. Поэтому необходимы комплексные решения, которые также включают очистку воздуха перед тем, как космонавты откроют внутренний люк и войдут в базу. Как раз эти и подобные технологии проверят на экспериментальном модуле, рассказал ученый.
Как будет выглядеть лунная станция
Предполагается, что лунная база в начальной конфигурации будет состоять из трех модулей, соединенных через центральную переходную камеру в виде буквы «Т», рассказал Александр Белявский. Это жилой, лабораторный и складской отсеки — они рассчитаны на постоянное проживание экипажа в составе трех человек или кратковременное пребывание до шести космонавтов.
Для защиты от галактического излучения модули поместят в грунт на глубину 1,5−2 м. В каждом торце Т-образной конструкции разместят шлюзовые отсеки, которые будут приспособлены для подготовки к выходу исследователей на поверхность в скафандрах или в кабине лунохода.
Прототип шлюзового модуля построят в составе экспериментального макета лунной базы, который возводят в Москве на площадке ФМБА. Экспериментальная конструкция будет включать только одну жилую и одну переходную камеру. Вокруг них создадут лунный ландшафт, насыпав аналог реголита, чтобы максимально приблизить условия испытаний к реальным.
Также в ходе реализации проекта, помимо борьбы с пылью, ученые испытают на прототипе и другие технологии. В частности, проверку пройдут средства защиты от космической радиации, способы аварийного спасения людей в случае чрезвычайных ситуаций, а также методы поддержания внутри помещений оптимального уровня температуры и давления.
По плану строительство прообраза шлюзового отсека завершат за год, а эксплуатацию начнут в 2027-м.
— Частицы лунного грунта обладают большой адгезией, высокой твердостью и абразивностью (способностью изнашивать контактирующие с ними поверхности. — Ред.). Это представляет проблему для любых технических, приборных и инструментальных средств, а также для скафандров, систем жизнеобеспечения, солнечных панелей и электроники. Проникновение пыли размером менее 20 мкм в жилые отсеки опасно для здоровья людей, поскольку при вдыхании она не выводится и может накапливаться в легких, — рассказал заведующий лабораторией геохимии Луны и планет Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН Александр Слюта.
Он пояснил, что в настоящее время рассматривают способы очистки от пыли с применением различных физических принципов. Некоторые методы уже тестировали на лунной поверхности. Например, систему электродинамической защиты, разработанную в NASA, успешно испытали на космическом аппарате Blue Ghost Mission 1 в марте 2026 года.
Также для размещения базы важно обеспечить твердые площадки и дорожки для перемещения техники. Это можно сделать с помощью технологии спекания реголита. В целом решение проблемы видится в сочетании различных методов.
— Полностью избавиться от лунной пыли практически невозможно. Ее размер позволяет ей преодолевать уплотнители, застежки скафандров и разнообразные фильтры. Также она проникает в легкие и слизистые оболочки, распространяясь по организму. В частности, пыль попадала на уплотнительные поверхности в контейнерах для возврата лунных образцов в программе «Аполлон». В результате микрочастицы создали мельчайшие каналы для утечки и нарушили герметичность конструкций, — сообщил главный научный сотрудник Института космических исследований РАН Александр Захаров.
Сейчас разрабатывают как пассивные, так и активные методы защиты от лунной пыли, добавил ученый. Первые основаны на принципе создания поверхностей с минимальной способностью к сцеплению. Они работают как листья лотоса, заставляя ее скатываться, не закрепляясь.
По словам Александра Захарова, в числе активных методов предполагают использование электрических полей для отталкивания заряженной пыли от важных приборов. Однако универсального решения пока нет, поскольку заряд частиц меняется в зависимости от освещенности — способы, которые хорошо работают на свету, могут оказаться бесполезны в тени.
.png "Получай новости на почту. Подписаться")