Космический дом

Космические жилища: как мы будем жить в космосе



Крупнейшие державы реализовали уже несколько программ, предполагающих долговременное пребывание человека на борту космических аппаратов. Пятнадцать лет вокруг Земли вращается Международная космическая станция. Но можно ли такие проекты назвать полноценным поселением? Люди способны прожить в условиях микрогравитации и тяжёлых психических нагрузок год, но станции не приспособлены для постоянной жизни с точки зрения здоровья экипажа, а о рождении детей и речи пока не идёт. Станции не полностью автономны, им необходим постоянный приток грузов с Земли.

Кадр из фильма «Интерстеллар»

Чтобы создать настоящее космическое поселение, необходимо разработать внутренние системы обеспечения и защиту от радиации и инородных объектов, создать искусственную силу тяжести. На нынешнем уровне развития технологий это будет стоить огромного количества ресурсов. Давайте рассмотрим, как учёные и фантасты прошлого представляли себе такие поселения, и какие проекты в ближайшем будущем человечество может реализовать.

Фантастика

В 1869 году американский писатель Эдвард Эверетт Хэйл впервые в литературе описал космическое поселение. В истории, публиковавшейся в ежемесячном журнале The Atlantic, он рассказывал об отправленном на околоземную орбиту космическом аппарате в виде кирпичной сферы диаметром в шестьдесят метров. Случайно этот искусственный спутник Земли, созданный для помощи мореплавателям в навигации, отправили в космос вместе с людьми. И эти люди выжили, образовав первую космическую колонию. Произведение называется «Кирпичная Луна».

Спустя пятьдесят лет Константин Циолковский издал книгу «Вне Земли» о космических колонистах. Он первым говорил о необходимости растениеводства в космосе и на других планетах, описывал способ создания искусственной гравитации и говорил, что она решит большинство медицинских проблем космических путешественников.

Циолковский использовал понятие «эфирных поселений». Он считал, что население новых планет будет жить на самих планетах только частью, а вокруг будет образован пояс из машин, аппаратов и строений — движущийся рой в форме кольца. Для строительства поселений он предлагал использовать материал планет и астероидов. Поселения будут состоять из станций-модулей, постепенно связываемых вместе, как ожерелье из бусин. На Земле модули будут строить и тестировать, а затем отправлять на орбиту. «Ракеты были устроены и снаряжены по описанному уже образцу. Тысячи их летели с Земли одна за другой — с гулом, громом, выбрасывая снопы света и вызывая восторг толпы. Сначала были в них отправлены только учёные, техники, инженеры и мастера: народ отменно здоровый, молодой и энергичный, — все строители,» — писал Циолковский. 

Подумал Циолковский и про космическое сельское хозяйство. Оранжереи в «Целях звездоплавания» он описывал так: «Вообразим себе длинную коническую поверхность или воронку, основание или широкое отверстие которой прикрыто прозрачной шаровой поверхностью. Она прямо обращена к Солнцу, а воронка вращается вокруг своей длинной оси (высоты). На непрозрачных внутренних стенках конуса — слой влажной почвы с насаженными в ней растениями».

Рукопись К.Э. Циолковского «Альбом космических путешествий», 1933 год. Источник

Австриец Герман Поточник опубликовал в конце 1928 года под псевдонимом Ноордунг книгу «Проблема путешествия в мировое пространство». Поточник подробно описывал орбитальную станцию с искусственной гравитацией, её узлы, оборудование, включая водоочистительную систему, описывал строение скафандра, его термоизоляцию, установку жизнеобеспечения, дыхание и радиосвязь. Стоит сказать, что в 1920-е годы миниатюрный радиопередатчик был фантастикой. 

Ниже — иллюстрация из книги Поточника, космическая станция «Wohnrad», название которой на русский в 1935 году перевели как «Колесо для жилья». Модуль в форме тора диаметром 20 метров благодаря вращению имитирует гравитацию. Станция оснащена зеркалом-теплообменником энергетической установки. По мнению Ноордунга, на этой станции можно будет заниматься картографией труднодоступных участков Земли, наблюдать за возможными катастрофами и опасностями. Также станция будет обеспечивать связь. 

Для получения энергии станция использует параболическое зеркало, которое концентрирует солнечную энергию и превращает её в электрическую. Это же оборудование используется для связи с Землёй с помощью световых и радио сигналов. 

Удивительно, насколько точно Поточник описывал быт будущих космонавтов. Он писал, что им придётся отказаться от умывания, что будет возможно только обтирание влажными губками или полотенцами. Кроме того, он считал, что важные группы мускулов вследствие их продолжительного неиспользования ослабнут и перестанут служить, но «этому можно было бы с успехом противодействовать систематическими упражнениями мускульной системы».

В 1929 году Джон Десмонд Бернал разработал проект станции, в которой люди жили бы в наполненной воздухом сфере диаметром 500 метров. На станции могли жить до тридцати тысяч человек. 

Крутящаяся со скоростью 1,9 оборота в минуту сфера обеспечивала бы гравитацию в 1g. 

Американский физик Джерард О’Нилл описал колонизацию космоса в книге «Высокий Рубеж» 1975 года. Его станция состояла из двух цилиндров по 8 километров в диаметре и 32 километра длиной, связанных системой подшипников. Вращаясь в противоположные стороны, цилиндры внутри себя создавали искусственную гравитацию — снова с помощью центробежной силы. Эту станцию он назвал «Остров III». Кроме этого проекта он описал «Остров I», вращающуюся сферу полукилометрового диаметра, где люди могли жить в экваториальной области — это была модернизированная версия сферы Бернала. Проект «Остров II» представлял собой сферу 1600 метров в диаметре. 

Строительство станции такого размера потребовало бы огромного количества запусков космических кораблей. В 1970-е, с учётом имеющегося опыта космической отрасли, это уже можно было просчитать. Поэтому О’Нилл предлагал использовать материалы, транспортируемые из космоса — в том числе с Луны. Отправлять грузы на место строительства он предлагал с помощью электромагнитной катапульты. 

На внутренней поверхности цилиндра можно будет разместить леса, животных и птиц, озёра и реки. Сначала в течение трёх лет нужно будет раскручивать цилиндры, понадобится постоянная мощность в 360 МВт. В цилиндрах можно будет управлять временами года, контролировать температуру климат. Профессор подсчитал, что масса станции составит 500 000 тонн, а строить её будут 2 000 человек.

В фильме «Интерстеллар» представлена крупномасштабная космическая станция, соответствующая идее цилиндра О’Нилла. 

Ниже — обложка журнала «Техника — молодёжи» за 1965 год. На этом рисунке мы видим некое подобие разработанного через несколько лет проекта О’Нилла. В книге Артура Кларка «Свидание с Рамой» 1973 года автор описывает космический объект, внутри которого люди находят кислород, воду и все необходимые для обитания человека условия.

Студенты Стэнфордского университета в 1975 году предложили НАСА проект космического поселения в виде тора. Его так и назвали — Стэнфордский тор. В основе этого проекта — идеи Германа Поточника. Центром основания было неподвижное зеркало для отражения солнечного света на вращающееся кольцо из вторичных зеркал, которые обеспечивают светом живущих внутри вращающегося тора людей и оранжереи. 

Вращение тора должно обеспечить искусственную гравитацию величиной в 0,9-1g, что позволит избежать медицинских проблем, связанных с микрогравитацией. Учитывая диаметр такого кольца, можно будет не беспокоиться о силе Кориолиса, из-за которой космонавтов будет укачивать при движении по направлению вращения подобного объекта. «Спицы» этого огромного колеса будут использоваться для движения людей и грузов до оси и обратно. «Ступица» будет идеальна для стыковочного узла приёма космических кораблей, так как здесь не будет искусственной гравитации, это неподвижный модуль. 

Такая станция согласно проекту студентов должна вмещать десять тысяч человек при диаметре тора 1,8 километра. На станции можно будет разместить фермы и лесопарковые зоны, то есть создать искусственную экосистему, подходящую для долговременного обитания людей. 

В художественных и анимационных фильмах можно встретить множество примеров космических станций, в которых воссоздана гравитация с помощью центробежной силы. В серии романов Артура Кларка «Космическая Одиссея» описывался «Discovery One», внутри сферы которого находится «карусель» диаметром 11 метров, вращающаяся о скоростью около пяти оборотов в минуту. В аниме-сериале Planetes космическая станция ISPV-7 имеет огромные помещения с привычной земной гравитацией. Жилая зона и зона для растениеводства размещены в двух торах, вращающихся в разных направлениях. В фильме «Марсианин» корабль «Гермес» имеет в центре вращающийся тор. 

Но стоимость таких решений на данный момент остаётся космической. Энтузиасты просчитали, сколько будет стоить отправка в космос компонентов для корабля «Элизиум» из одноимённого фильма. Чтобы вывести на орбиту миллион тонна груза, нужно сделать 18 382 запуска SpaceX Falcon, что обойдётся в 1 триллион 650 миллиардов долларов США — это сто годовых бюджетов НАСА. 

Реальность

Впервые космонавтов отправили для длительного пребывания в космосе в 1971 году на долговременную орбитальную станцию «Салют». Станция находилась на орбите 176 суток, после чего 11 октября 1971 года по команде ЦУПа сошла с орбиты и была затоплена в Тихом океане. 

Космонавты на орбитальной станции «Салют-1» жили и работали в основном в рабочем отсеке, представляющем собой цилиндр диаметром 2,9 метра и длиной 3,5 метров, соединённый с цилиндром диаметром 4,15 метра и длиной 2,7 метра. Внутри этих цилиндров была установлена рама, образующая внутренним сечением квадрат. Рама была закрыта панелями, раскрашенными в разные цвета, чтобы космонавты распознавали условные пол, стены и потолок. 

В цилиндре малого диаметра разместили пост управления, зону отдыха, места для хранения и приёма пищи и спальные места. В цилиндре большого диаметра было научное оборудование, тренажёры для занятий спортом, душ. В отдельном отсеке был космический туалет. 

Станция была предназначена для пребывания трёх космонавтов. К сожалению, работа станции была сопряжена с трагедией: из 176 суток дней только 23 дня на ней были люди, и они погибли при спуске на корабле «Союз-11». Оставшуюся часть времени станция работала в беспилотном режиме. 

Станция продемонстрировала узкие места проекта, которые в дальнейшем исправили в последующих «Салютах». Вторая ДОС в 1973 году не эксплуатировалась в пилотируемом режиме, но на станциях от «Салют-3» до «Салют-7» до 1991 года работали советские и иностранные космонавты, при этом последняя станция находилась на орбите 3216 дней, из которых 816 дней — с космонавтами на борту. Эта серия станций послужила основой для орбитального комплекса «Мир» и для российского сегмента Международной космической станции.

Орбитальный комплекс ”Мир” работал уже не около девяти, а пятнадцать лет. При этом изначально запланированное время службы составляло пять лет. На станции побывали сто четыре космонавта из двенадцати стран. 

Хотя орбитальные станции нельзя назвать космическими колониями, они необходимы для разработки будущих поселений, в том числе — для создания и доработки систем жизнеобеспечения. Станции позволяют учёным выявлять лучшие практики космической архитектуры. Один из важнейших приёмов — модульность станций. 

На корпусе станции «Салют-1» красовалось название «Заря». Станцию назвали по-другому, узнав, что название занято китайским спутником 

Сейчас вокруг Земли движется Международная космическая станция. Для неё разрабатывали надувной модуль с искусственной гравитацией, но так и не реализовали его на практике. Одна из причин этого — подобный модуль лишил бы МКС смысла, потому что станция является микрогравитационной лабораторией. Модуль при его воплощении стал бы демонстрационным прототипом корабля Nautilus-X.

Nautilus-X представили в 2011 году в качестве аппарата для длительного пребывания команды из шести человек в экзосфере. Разработчики предполагали, что строительство корабля обойдётся в 3,7 миллиардов долларов и займёт 64 месяца. 

Концепт надувного модуля с микрогравитацией для МКС.

Концепт Nautilus-X

Сегодня разработка космических жилищ уже вошла в программы некоторых вузов. Международный центр космической архитектуры Сасакава на базе Хьюстонского университета предлагает магистерскую программу по специальности «Космическая архитектура». Международный космический университет в Европе исследует архитектуру космических аппаратов. На базе Американского института аэронавтики и астронавтики работает Технический комитет по вопросам космической архитектуры. 

В ближайшей перспективе нас ждут космические поселения, далёкие от показанных в научно-фантастических фильмах. На Международной космической станции может появиться коммерческий модуль. Возможно, он будет надувным, и использовать его будут для научных исследований и космического туризма. Речи о создании искусственной гравитации не идёт, это будет просто ещё один модуль, отличающийся от существующих только предназначением и надувательством.

Один надувной модуль на МКС уже развёрнут, его разработала компания Bigelow Aerospace. Такой модуль в девять раз легче обычного алюминиевого модуля. Вывести на орбиту его проще, чем стандартный, который выводится в космос по частям. Сейчас тестируется способность модуля BEAM выдержать условия открытого космоса и поддерживать комфортную для человека среду внутри. 

Роберт Бигелоу, основатель Bigelow Aerospace, сколотил состояние на гостиничном бизнесе и начал грезить орбитальным отелем. 12 июля 2006 года компания запустила модуль Genesis I, который успешно увеличился вдвое на орбите высотой 500 км. Ещё через год вслед за ним отправили Genesis II с 22 видеокамерами и различными предметами по программе «Fly your stuff», в рамках которой любой человек мог поместить на борт модуля небольшой предмет за 295 долларов США. И уже после этого, в 2016 году, надувной модуль развернули на МКС. 6 июня 2016 года в модуль вошли российский космонавт Олег Скрипочка и американский астронавт Джеффри Уильямс и разместили в нём аппаратуру для замера параметров. Лишь на несколько часов в год люди будут заходить в надувной модуль, всё остальное время за его состоянием будет следить аппаратура. 

В 2016 году российская компания «Орбитальные технологии» планировала начать эксплуатацию космического отеля — Коммерческой космической станции, на которой будет запрещён алкоголь. Судя по отсутствию новостей на эту тему за последние пару лет, пока программа остаётся в проекте. 

Похожая судьба и у американской Excalibur Almaz. В 2012 году частная компания провела презентацию перед Британским Королевским обществом аэронавтики и объявила, что уже в 2015 году начнет туристические космические полеты с облётом вокруг Луны. В планах было предложить клиентам недельный полёт на станции, собранной из списанных советских модулей. Пока не получилось. 

Наиболее приближенный к фантастике проект предлагает американская компания, возглавляемая Майком Саффредини — бывшим сотрудником НАСА, отвечавшим за работу астронавтов на Международной космической станции. Фирма Stinger Ghaffarian Technologies планирует установить коммерческий модуль на МКС. Этот модуль станет основой для новой космической станции в будущем. Для реализации проекта в январе 2016 года зарегистрировали компанию Axiom Space LLC. Модуль планируют запустить в 2020-2021 году. Но самое интересное, что новая космическая станция к 2040-2050 годам будет представлять собой тор. Вот только пока неясно, будет ли он обеспечивать искусственную гравитацию, и насколько проект изменится к тому времени. 

Космические жилища, ч. 2: как мы будем жить на Луне

О космических жилищах мы поговорили, пришло время обратить внимание на Луну, ближайший к нам объект, пригодный для поселения человека. 

Люди уже побывали на Луне. Но максимальное время их нахождения там составило семьдесят пять часов и одну минуту. Этого мало, потому космические агентства многих стран хотят установить на естественном спутнике Земли целые базы, которые позволят выполнять стратегически важные задачи, включая нужды вооружённых сил и добычу гелия-3. 

Учёным предстоит справиться с разнообразными проблемами, включая выбор материалов для строительства, перепады температур, возможность автономного существования колонии. Далее — о лунных программах в хронологическом порядке и о современных наработках, которые могут использовать в их реализации. 

Луна является естественным спутником Земли и вторым по яркости объектом на земном небосводе. Одни из первых полётов на другие космические объекты в научно-фантастических произведениях начались именно с Луны – в произведениях Жюля Верна «С Земли на Луну прямым путём за 97 часов 20 минут» и «Вокруг Луны». И Луна стала первым внеземным объектом, на котором побывал человек. 

Работы в направлении колонизации в реальной жизни начались до 1960-х годов, когда СССР и США затеяли Лунную гонку.

Звезда

В Советском союзе с 1962 года за разработку долговременной лунной базы отвечал академик Владимир Бармин и его коллеги из бюро «Спецмаш» по поручению Сергея Королёва. Итогом стал один из первых детально проработанных проектов освоения Луны «Звезда». 

В рамках проекта группе советских учёных было необходимо продумать цели базы, принципы её строительства, стадии развёртывания, состав оборудования и возможные военные перспективы. 

На Луне планировали разместить девять обитаемых модулей. За каждый из них должен был отвечать один космонавт. Назначение модулей — центральный, командный, лаборатория-склад, мастерская, медицинский с гимнастическими тренажёрами, обеденный. Оставшиеся три модуля — жилые.

В 1967 году один модуль протестировали на людях на Земле в Институте медико-биологических проблем, после чего приняли решение оснастить помещения фальшивым окном, показывающим изображения с родной планеты. Перед велотренажёром решили поставить проектор, чтобы космонавт мог «прокатиться по Москве». Эти меры по мнению учёных оказались важными для сохранения душевного здоровья космонавтов. 

Типовой модуль базы «Звезда»

Оборудование для лунной базы, численность экспедиции

Lunex Project

Немногим ранее, с 1958 года, американцы начали разработку пилотируемой лунной экспедиции Lunex Project. Она предполагала открыть на спутнике Земли подземную базу Военно-воздушных сил на 21 человека. Космический корабль, на котором планировали доставлять астронавтов-военных на Луну, вмещал трёх человек. Первую «партию» людей хотели отправить к 1967 года, после создания к 1965 году пилотируемого спускаемого аппарата. 

У проекта были нерешённые проблемы, включая необходимость разработки лунной стартовой ступени, позволяющей вернуться на орбиту и далее на Землю. 

Размещение базы под поверхностью позволит справиться с одной важной проблемой: перепады температур составляют от −160 °C до +120 °C. 

Космический корабль Lunex, Википедия

Project Horizon

В то же время разрабатывался Project Horizon. Его целью также было размещение американской военной базы на Луне. Уже в 1966 году база с двенадцатью военными должна была заработать, но проект так и не реализовали. 

Компоненты космического корабля и другое оборудование планировали доставить на орбиту Земли для сборки за 147 запусков ракет-носителей. По плану в 1964 году должны были начать запуски, в январе 1965 — доставлять грузы ну Луну. В апреле 1965 два астронавты должны были начать строительство базы. В ноябре 1966 года двенадцать солдат уже должны были находиться на Луне. Всего на Луну планировали доставить 220 тонн груза. 

Модули для жизни и работы военных могли представлять собой металлические цилиндры диаметром 3,05 метра и длиной 6,1 метра. Для энергообеспечения планировали использовать два ядерных энергоблока. 

От советского вторжения базы планировали защищать с помощью неуправляемых ракет с ядерными боеголовками и мин, модифицированных для прокола скафандров. 

Проект посчитали непрактичным.

Horizon Lunar Outpost, Источник

Lunar Oasis

На 40-м Конгрессе Международной федерации астронавтики в 1989 году два сотрудника НАСА Майкл Дьюк и Джон Ньехофф представили проект Lunar Oasis, десятилетнюю программу колонизации Луны. 

Всё оборудование и людей должны были доставить за тридцать полётов, половина из которых — пилотируемые. Каждая из пилотируемых ракет может доставить до 14 тонн груза, беспилотные грузовики — до 20 тонн. Всего за десять лет на Луну планировали отправить 594 тонны груза. 

Программа состоит из трёх фаз, по результатам которых могут приниматься различные изменения. Длительность первой фазы — один год. Беспилотный грузовик доставит временный жилой модуль с автономной систему жизнеобеспечения. Спустя четыре месяца другой грузовик доставит строительную технику, временную энергетическую систему и продовольствие. Третий запуск доставит на Луну четырёх астронавтов, которые активируют модуль и приступят к развёртыванию базы.

Лунная база Lunar Oasis, 1989 год, NASA

Четвертый грузовой корабль доставит продовольствие для следующих обитателей Лунного оазиса, пятый — мини-АЭС и оборудование для производства кислорода, углекислого газа и водорода из пыли и камней. Шестая миссия доставит шестерых астронавтов, которые проживут на Луне в течение года. 

Финальную стадию первой фазы откроет седьмой запуск, в рамках которого на Луну доставят надувное жилище на десять человек, которое астронавты будут собирать и надувать. Модуль разместят в кратере, чтобы защитить от солнечной и космической радиации. В рамках девятой миссии на Луну доставят десять астронавтов, а шесть астронавтов вернутся домой на Землю. 

Стены жилого модуля можно наполнить водородом, который можно добыть из лунного реголита с помощью электролиза.

Следующие семь лет займут вторая и третья фазы. На Луну доставят ещё одно надувное жилище, закрытую систему жизнеобеспечения, мегаваттную атомную электростанцию, производственные модули, солнечные батареи и несколько экспедиций астронавтов. 

Стоимость проекта оценивали в 550 миллиардов долларов за десять лет, то есть около 55 миллиардов в год. Для сравнения: только на вывод войск из Афганистана США в 2014 году потратили 80 миллиардов долларов.

Жилое здание в разрезе

Созвездие

С 2004 по 2009 годы в США разрабатывали программу «Созвездие», предполагающую размещение базы на Луне для поддержки полётов на Марс. Логотип изображает цели и вехи программы: первый полукруг символизирует Землю — сперва ракеты в рамках программы должны были достигнуть Международной космической станции, второй полукруг — Луна, третий — Марс. В рамках программы разрабатывали ракеты-носители сверхтяжёлого класса Арес, это древнегреческий бог войны, которому в римской мифологии соответствует Марс. 

Барак Обама в 2010 году прикрыл программы из-за дефицита средств. На смену «Созвездию» пришёл проект, предполагающий использование роботов-аватаров. 

Логотип программы НАСА «Созвездие»

Надувные дома

Учёные прорабатывают различные способы для снижения количества необходимого к доставке на Луну груза. Один из таких способов — надувные здания. Они гораздо легче аналогов, построенных с применением большого количества металла, и при этом занимают меньше пространства в разобранном состоянии.

В 2007 году специалисты исследовательского центра Лэнгли работали над лёгкими надувными модулями, которые предполагали развёртывать вокруг посадочного аппарата. Модули выполнены в форме цилиндра диаметром 3,65 метра, устанавливаются вертикально и оснащены герметичным шлюзом. Жилой отсек тестировали в Лэнгли. 

Такие надувные модули могут быть временным жильём, а могут стать постоянным, если от космической радиации и метеоритных дождей защитить их с помощью реголита — лунного грунта. 

Надувной модуль, разработанный НАСА в сотрудничестве с компанией ILC Dover

При этом уже сейчас есть модули, устойчивые к радиации — это модули от Bigelow Aerospace. Первые модули отправляли в космос в 2006 и 2007 году, где они до сих пор находятся. В апреле 2016 года запустили ещё один модуль, и 16 апреля его пристыковали к Международной космической станции. В течение следующих двух лет в него будут периодически заходить космонавты, чтобы испытать технологию, проверить на возможность поддерживать давление, противостоять радиации, метеоритам и космическому мусору. Позже с учётом результатов тестов их смогут адаптировать для развёртывания на Луне. 

Здания из лунного грунта

Другой вариант — строить дом прямо из того, что есть под ногами, используя принтеры. На Земле дома и офисы уже печатают, осталось только доработать конструкции принтеров с учётом условий луны. 

Европейское космическое агентство в 2011 году обнародовало проект 3D-печати лунной базы, где в качестве строительного материала используется местный грунт — реголит. Это рыхлый, разнозернистый обломочно-пылевой слой глубиной несколько метров, который состоит из изверженных пород, минералов, метеоритов, содержит алюминий, железо и титан. Мелкие частицы обладают высокой слипаемостью. Но для печати реголитом в него придётся добавлять оксид магния, который будут доставлять с Земли. 

Стратегия Роскосмоса

Сегодня строительство лунной базы является одной из главных стратегических целей российской космонавтики на ближайшие десятилетие. Космонавтов планируют отправить на Луну в 2030-е годы, в то же время свои базы планируют построить там США, Китай, Япония и Европейское космическое агентство. Среди основных целей чаще называют не нужды вооружённых сил, а добычу гелия-3, необходимого для термоядерной энергетики. Средняя цена этого изотопа за литр в газообразном состоянии в 2009 году по некоторым оценкам составляла 930 американских долларов. 

По гипотезе учёных при реакции 1 тонны гелия-3 с 0,67 тоннами дейтерия высвобождаемая энергия эквивалентна сгоранию 15 миллионов тонн нефти. Но добытчикам придётся работать не покладая рук: на 100 тонн реголта приходится всего 1 грамм гелия-3, то есть для добычи тонны изотопа придётся переработать 100 миллионов тонн лунного грунта.

Среди других целей: проведение экспериментов в области астрономии, космологии, космической биологии, изучение коры для исследования эволюции Солнечной системы, развёртывание телескопов, которые проще обслуживать и модернизировать, чем космические обсерватории. База может стать перевалочным пунктом для межпланетных исследований. 

Проект колонизации Луны Роскосмос отправил правительству России в 2014 году. На первом этапе на спутнике Земли создадут форпост с энергетической установкой, модулем жизнеобеспечения и экспериментально-лабораторным модулем. Космонавтов оснастят луноходами и лунолётами. В 2016 году программу скорректировали, запланировав доставку космонавтов на 2030-2035 годы. При разработке программы учёные активно использовали разработки, сделанные в СССР.

Начальник отделения пилотируемых программ института Роскосмоса Олег Сапрыкин предлагает для исследования поверхности Луны отправлять роботов-аватаров, которые благодаря задержке всего в 4 секунды могут управляться в режиме реального времени. Роскосмос в роботов-астронавтов с 2016 по 2024 год планирует вложить 2,5 миллиарда рублей. 

Для полётов на Луну Роскосмос предполагает использовать транспортный корабль «Федерация». Серия многоместных кораблей должна придти на смену «Союзам». Разработка велась с 2009 года. Корабль в автономном полёте сможет просуществовать до 30 суток, при этом для космонавтов предусмотрен санузел. 

Перспективы

При строительстве лунной базы учёным нужно найти способ защиты людей от солнечной радиации и микрометеоритов. В отличие от Земли, атмосфера Луны в этом не поможет. Здания должны быть достаточно прочными, чтобы мелкие метеориты не могли нанести им заметных повреждений. Проблема радиации в случае солнечных вспышек решается своевременным укрытием в помещении, имеющем соответствующую защиту. Один из способов для упрочнения зданий и радиационной защиты называют использование реголита. Его пыль способна плавиться в микроволновой печи, превращаясь в стекло, это свойство можно будет использовать на Луне для производства кирпичей. Реголит могут использовать для печати зданий с помощью 3D-принтеров, или для обваловки модулей — надувных или металлических.

Реголит, способный помочь в строительства, представляет опасность для людей. Мелкие частицы лунной пыли опасны для космонавтов, что НАСА узнали во время программы Аполлон 17, когда Харрисон Шмитт вдохнул эту пыль, попавшую на борт корабля вместе со скафандарми. У него началось подобие сенной лихорадки, что по голосу заметил даже оператор в Хьюстоне. Обычная сенная лихорадка, или сезонный аллергический риноконъюнктивит, это сезонное заболевание, причина которого — аллергия на пыльцу растений. В данном случае похожие симптомы проявились из-за лунной пыли. 

Любая пыль может принести вред, но организм с помощью специальных ворсинок на поверхности лёгких может выводить их бронхам, чтобы затем человек мог откашляться и избавиться от них. Но ворсинки не могут захватить пылинки до 2,5 микрометров. Такая пыль цепляется к тканям и вызывает воспаление. В случае с реголитом речь идёт о крупинках стекла и фрагментах метеоритного железа до 20 нанометров. Они могут попадать напрямую в кровоток.

Одна из важных задач для колонизаторов — обеспечить себя продовольствием. Хотя по сравнению с Марсом до Луны недалеко, будет лучше уменьшить количество грузов, которые нужно доставлять на спутник, и соответственно количество пусков. Колонизаторам нужно будет повторить успех Марка Уотни и заниматься сельским хозяйством. Тем более, что вода для этого на Луне есть.

На данный момент программы по освоению спутника Земли есть у нескольких стран. Но, как и десять, и тридцать лет назад, несмотря на детальную проработку и планирование их могут не выполнить. Судя по опыту последних пятидесяти лет, одна из главных проблем — финансирование.