Кольцо радиусом до 100 м: зачем на Луне собрались строить стену из необработанных камней?

Швейцарские исследователи из Высшей технической школы Цюриха (ETH Zürich) с коллегами предложили использовать автономный гидравлический робот-экскаватор для строительства «сухой» стены на Луне. По замыслу ученых, каменное «кольцо» радиусом 50–100 метров должно быть сложено из лунных валунов, который сам экскаватор и соберет на месте. Задача стены — защитить будущую лунную базу людей от выбросов при взлете и посадке ракет. По расчетам ученых, которые они приводят в Frontiers in Space Technologies, их технология требует в разы меньше энергии, времени и средств, чем любые другие методы лунного строительства.

Если людям все-таки удастся в ближайшее время снова высадиться на Луну и основать там первые базы (к этому готовятся сразу несколько космических держав), их придется защищать в том числе от запусков собственных ракет. Ученые убедились в опасности пыли, мелких обломков и газа из выхлопов космических аппаратов, когда на Землю вернули части лунного зонда «Серве́йер-3». Он оказался поврежден пылью, взлетевшей при посадке модуля «Аполлона-12».

Дальнейшее изучение вопроса показало, что выхлопы от гораздо более массивных кораблей (как Starship, который НАСА собирается использовать в миссии высадки на Луну «Артемида-3») смогут повредить объекты на расстоянии от сотен до тысяч метров. Поэтому исследователи пришли к выводу, что необходим будет защитный экран вокруг лунной базы и другой инфраструктуры на поверхности спутника Земли.

Авторы нового исследования годом ранее разработали и описали в журнале Science автономный роботизированный экскаватор для добычи материала и возведения сухих каменных стен на Земле. Теперь они предложили адаптировать робота для лунных условий. Команда изучила саму возможность строительства таких «противовзрывных экранов» на Луне с использованием необработанных лунных валунов вместо дорогостоящей доставки материалов с Земли.

Ученые рассчитали расстояния, на которые роботу нужно будет передвигаться, затраты времени и энергии на сбор камней и возведение стен. А также доступное количество материала в двух разведанных зонах: на хребте, который соединяет кратеры Шеклтона и Хенсона на южном полюсе Луны и может стать местом высадки астронавтов «Артемиды-3»; и на плато Аристарх.

По оценкам авторов, их метод потребовал бы на два порядка меньше энергии, чем альтернативные технологии строительства, которые предполагают плавление реголита и литье форм из него. (9–10 ГДж энергии на четверть сухой стены против 1250 ГДж для литья того же участка, или 6500–17500 ГДж для микроволнового нагрева материала).

На постройку всего защитного экрана уйдет примерно 63 земных дня, если не учитывать подзарядку. Если для этого будет использоваться солнечная энергия, то время строительства составит до 126 дней.

Что касается самой стены, этот примитивный вариант может быть очень долговечен, как говорят авторы: некоторые каменные стены на Земле простояли тысячи лет. К тому же на Луне на них не будут воздействовать воздух, вода и ветер. А давление на экран от выбросов одного космического корабля составит 1135 паскалей, что намного меньше обычного давления атмосферного давления на Земле в 101 тысячу паскалей.

Как заверяют исследователи, лунную версию аппарата они смогут разработать в относительно короткий срок. А на Марсе он будет еще полезнее — там на меньшей площади гораздо больше камней. Осталось дождаться, когда люди туда доберутся.