Российские ученые придумали, как спасти лунную базу от перегрева

В условиях сурового лунного климата обеспечение эффективного температурного режима на лунной базе является одной из ключевых задач для успешного функционирования оборудования и комфортного пребывания экипажа. В связи с этим специалисты Московского авиационного института (МАИ) совместно с Федеральным медико-биологическим агентством (ФМБА) разработали инновационное решение, предусматривающее использование лунного реголита в качестве теплоносителя для системы охлаждения лунной базы, сообщили РИА Новости в пресс-службе МАИ.

Новая концепция основывается на применении доступных на месте ресурсов — лунного грунта (реголита) и воды, что значительно повышает автономность и эффективность системы. В частности, проект направлен на решение одной из главных проблем эксплуатации баз на Луне — сброса избыточного тепла, которое накапливается в течение длительного и экстремально жаркого двухнедельного лунного дня. Использование реголита в качестве теплоносителя позволит не только эффективно отводить тепло, но и снизить зависимость от доставки охлаждающих материалов с Земли, что существенно уменьшит логистические затраты и повысит устойчивость лунной инфраструктуры.

Кроме того, применение местного грунта в теплообменных системах открывает новые перспективы для развития технологий жизнеобеспечения в космосе, способствуя созданию более экологичных и экономичных методов поддержания оптимального микроклимата в замкнутых космических объектах. В будущем данный подход может стать основой для проектирования систем охлаждения не только на Луне, но и на других планетах и спутниках с аналогичными условиями. Таким образом, инновационная разработка МАИ и ФМБА представляет собой важный шаг на пути к устойчивому освоению космоса и расширению возможностей человеческой деятельности за пределами Земли.

В настоящее время над инновационными технологиями для лунных миссий трудятся ведущие эксперты из различных российских научных учреждений. В частности, в разработке участвуют специалисты Федерального медико-биологического агентства (ФМБА) России, что подчеркивает междисциплинарный характер проекта и его важность для обеспечения безопасности и комфорта в экстремальных условиях космоса.

Как объяснил автор проекта, и.о. заведующего кафедрой 614 "Экология, системы жизнеобеспечения и безопасность жизнедеятельности" Александр Белявский, сутки на Луне длятся около 28 земных дней. В течение примерно двух недель поверхность Луны подвергается интенсивному солнечному излучению, в результате чего температура может подниматься выше 120 градусов Цельсия. Такие экстремальные условия создают серьезные трудности для традиционных систем охлаждения и отвода тепла, которые просто не способны эффективно работать в этих условиях.

В ответ на эту проблему Белявский разработал инновационный и экономичный метод терморегуляции, основанный на использовании реголита — лунного грунта, пропитанного водой, в качестве теплового аккумулятора. Эта технология позволяет аккумулировать избыточное тепло в светлое время суток и постепенно отдавать его в темное, обеспечивая стабильный температурный режим. Такой подход не только повышает эффективность систем жизнеобеспечения, но и значительно снижает энергозатраты на охлаждение.

Таким образом, предложенное решение открывает новые перспективы для длительного пребывания человека на Луне и создания устойчивых лунных баз. Внедрение подобных технологий станет важным шагом на пути освоения космоса и позволит обеспечить безопасность и комфорт для будущих космических экспедиций.

Изучение лунного реголита является ключевым аспектом подготовки к длительным космическим миссиям и освоению Луны. Реголит, покрывающий поверхность нашего спутника, представляет собой сложный и неоднородный материал, состоящий из базальтов, анортозитов, а также минеральных и стекловидных частиц. Особую опасность представляют очень мелкие и острые частицы космической пыли, которые способны проникать в самые труднодоступные места. Эти микрочастицы не только загрязняют оборудование, но и могут проникать через уплотнительные элементы скафандров космонавтов, вызывая быстрый износ механизмов и снижая их надежность.

Проблема взаимодействия с лунным реголитом требует инновационных подходов и технических решений. Одним из перспективных методов защиты является технология, принцип действия которой разработчики сравнивают с гигантским термосом, размещённым под поверхностью Луны. Такая система позволяет изолировать оборудование от вредоносного воздействия пыли, предотвращая её проникновение и накопление внутри механизмов. Это значительно увеличивает срок службы техники и безопасность астронавтов во время лунных экспедиций.

Внедрение подобных решений откроет новые возможности для длительного пребывания человека на Луне и создания там постоянных баз. Надежная защита от агрессивного реголита позволит снизить технические риски и повысить эффективность работы в условиях лунной поверхности. Таким образом, развитие технологий борьбы с космической пылью становится неотъемлемой частью освоения космоса и подготовки к будущим межпланетным путешествиям.

Современные технологии теплообмена играют ключевую роль в обеспечении комфортных условий на лунной базе, где экстремальные температурные перепады создают серьёзные вызовы для жизнеобеспечения. В течение светового дня избыточное тепло, вырабатываемое системами базы, аккумулируется и передаётся по специальным трубопроводам с теплоносителем в подземный резервуар, зарытый в грунт. В этом резервуаре энергия сохраняется благодаря фазовому переходу воды — процессу таяния льда, который позволяет эффективно накапливать тепловую энергию в скрытой форме.

Когда наступает ночь и температура поверхности Луны резко снижается, система начинает работать в обратном режиме: лёд в резервуаре замерзает, выделяя ранее накопленное тепло. Это тепло затем передаётся обратно через радиаторы и рассеивается в космос, поддерживая стабильный температурный режим внутри базы. Такой метод терморегуляции не только экономит энергию, но и обеспечивает надёжную защиту оборудования и комфорт для экипажа.

По результатам проведённых инженерных расчётов, для обеспечения теплового комфорта на базе минимальной конфигурации, рассчитанной на трёх космонавтов, потребуется тепловой аккумулятор объёмом примерно 20 кубических метров. Этот объём позволяет эффективно балансировать тепловые потоки в течение лунных суток, обеспечивая устойчивую работу систем жизнеобеспечения. Таким образом, использование фазовых переходов воды в качестве теплоаккумулятора представляет собой перспективное решение для длительных миссий на Луне и других планетах с экстремальными климатическими условиями.

В современную эпоху освоения космоса многие страны активно участвуют в лунной гонке, стремясь занять стратегически важные позиции на лунных полюсах. Эти регионы привлекают внимание благодаря своим уникальным условиям, таким как наличие вечной тени и потенциальных запасов водного льда, что делает их особенно перспективными для создания баз. Однако, по мере развития космических программ, неизбежно возникнет необходимость осваивать не только полюса, но и всю поверхность Луны, что потребует новых инновационных решений и технологий. Как отметил Белявский, на сегодняшний день ни одна страна не предлагает подход, аналогичный нашему, который способен обеспечить эффективное и комплексное освоение лунной поверхности.

В рамках этих амбициозных планов ФМБА приступило к строительству полноразмерного наземного прототипа лунного модуля в Москве. Этот прототип будет размещён в специально оборудованном ангаре, заполненном искусственным реголитом — материалом, имитирующим лунный грунт. Такой экспериментальный комплекс позволит провести комплексные испытания систем теплового режима, что крайне важно для поддержания оптимальных условий на лунной базе. Кроме того, будут отработаны различные системы жизнеобеспечения, необходимые для длительного пребывания человека на Луне. Эти исследования помогут не только повысить надёжность оборудования, но и подготовить почву для будущих пилотируемых миссий.

Таким образом, создание и тестирование наземного прототипа лунного модуля является ключевым этапом в реализации долгосрочных планов по освоению Луны. Благодаря таким инновационным разработкам Россия укрепляет свои позиции в международной космической гонке и прокладывает путь к устойчивому присутствию человека на спутнике Земли. В будущем подобные технологии станут фундаментом для создания полноценной лунной инфраструктуры, открывая новые горизонты для науки, техники и международного сотрудничества в космосе.

Источник и фото - ria.ru