Несмотря на энергетические преимущества создания внеземной индустрии в открытом космосе, существует немало проектов и лунных промышленных предприятий. Научно-исследовательский институт Луны и планет в техасском городе Хьюстоне проанализировал, какие же технологические процессы могут быть применены на Луне для переработки полученного сырья. Выяснилось, что наиболее эффективны будут гидрохимический и металлургический процессы. Рекомендован также электролиз кремниевых расплавов, карбохимический и кремнийтермический методы преобразования веществ и углеродно-хлорное восстановление, особенно эффективное для получения железа, алюминия и титана.
Еще в 1963 году советский специалист Э. Иодко предложил свою технологию добычи лунного железа. По его мнению, железо на Луне следует не плавить, а возгонять — переводить из твердого состояния в газообразное. В этом случае можно будет обойтись без водяного охлаждения, которое на Луне обойдется недешево. По мысли изобретателя, пары железа, проходя через шахту с кусками углеродистого материала, превратятся в смесь паров железа, углерода и угарного газа. В конденсаторе, соприкасаясь с холодной поверхностью бесконечного транспортера, железо и углерод перейдут в твердое состояние и осядут на транспортере, а угарный газ уйдет в «атмосферу» Луны. Регулируя температуру в шахте, можно повышать или понижать содержание углерода и, таким образом, получать сталь разных марок. «Производство металла в условиях глубочайшего вакуума Луны и других космических тел позволит готовить действительно неземные по прочности, пластичности и иным свойствам стали и сплавы, не содержащие газов и неметаллических включений, — пишет Э. Иодко. — По существу, неблагоприятные для металлургии условия мы имеем не на Луне, а на Земле с ее плотной и насыщенной кислородом атмосферой…
Луна и другие небесные тела, лишенные атмосферы, со временем смогут не только обеспечить нужды космических полетов в рядовых и высококачественных металлах, но станут снабжать своей металлургической продукцией Землю и другие планеты».
Английские металлурги из Бристольского университета подсчитали, что процесс восстановления железа на Луне пойдет в 500 000 раз интенсивнее, чем он идет сегодня на оснащенных передовой техникой металлургических заводах компании «Бритиш Стил корпорейшн».
Иные технологические рекомендации дает в своей книге «Космическая индустрия будущего» американец Краффт Эрике. По его мнению, в основу лунного производства должны быть положены подземные ядерные взрывы. Идея эта привлекательна уже потому, что в случае ее осуществления достойное применение находят наконец все и всякие ядерные боеголовки, накопленные в земных арсеналах. Подлунный взрыв может высвободить огромное количество кислорода: ядерный заряд в 100 килограммов может генерировать 10 тысяч тонн. Если откачать его из образовавшейся в недрах Луны полости достаточно быстро, в окружающих неокисленных породах останутся богатые металлические руды.
Взрывная технология может обеспечить лунных поселенцев и водой. Эрике подсчитал, что индустриализация Луны обойдется в 60 миллиардов долларов. Это совсем не много, если вспомнить, что нынешний военный бюджет США достигает 280 миллиардов. Автор считает, что промышленные лунные комплексы будут выпускать металлы, металлокерамику, волокнистые и кристаллические композитные материалы, ситаллы и специальные стекла, порошкообразные строительные материалы и даже драгоценности. Любопытно, что еще до постройки первого лунного дома автор говорит об охране природы Луны и сохранении такого ценнейшего фактора, как глубокий вакуум на ее поверхности.
Интересно, что в проектах лунных промышленных предприятий почти никогда не упоминается о том, как будут выглядеть эти заводы и фабрики. Поскольку одним из действенных факторов космической технологии является вакуум, надо думать, что лунные установки вряд ли будут помещаться в какие-то замкнутые и герметичные пространства. Другими словами, они будут мало отвечать нашим традиционным представлениям о заводах и фабриках. Впрочем, и земные предприятия, например некоторые химические производства, тоже располагаются вне всяких цехов, просто под открытым небом. Но на Луне и неба нет…
«Думаю, что уже в начале XXI столетия, — пишет специалист в области космической техники, доктор технических наук В. П. Сенкевич, — появятся первые космические поселения, лунные станции, будут совершены экспедиционные полеты к Марсу». Что же будут представлять собой лунные станции?
Различных проектов предостаточно. Еще до полетов человека на Луну известный астроном З. Копал рекомендовал будущим лунным поселенцам искать так называемые «лавовые трубы» — длинные подземные пещеры, в которых, не боясь метеоритов, космических и солнечных излучений, можно было бы жить и работать. Однако в последние годы чаще говорят об искусственных, рукотворных сооружениях на поверхности Луны.
В проектах лунного строительства доминирует уже известная нам стратегия развития, которую по аналогии с реакцией можно назвать цепной. Вначале — маленькая лунная база, скромный домик, не превышающий по своим размерам нынешние орбитальные станции. В домике, построенном целиком из земных материалов, будет работать маленький десантный отряд — не более 4 человек. Они проведут на Луне месяца 2—3. Потом база начнет расширяться, от нее будут отпочковываться другие домики, население лунной колонии начнет расти до 6, 12, 24 человек. Срок пребывания продлится до года. Первым источником энергоснабжения будет, очевидно, ядерный реактор. Когда режим существования станции достигнет 10 тысяч человеко-дней, потребуется уже биологическая система жизнеобеспечения с растениями, а затем и с животными. Растения, надо думать, смогут расти и на лунной почве, если ее удобрить азотом, цинком, бором и ввести некоторые микроэлементы. Сооружение кислородной установки, о которой я упоминал раньше, позволит перейти к индустриальным экспериментам и расширять свое хозяйство.
Считается, что количество видов растений, которые люди будут выращивать на Луне, должно быть не меньше полусотни. Тогда можно будет уже научно сбалансировать рацион питания. Еще лучше, если удастся добавить к этому рациону свинину и рыбные продукты, выращенные на Луне. Для обеспечения одного человека вегетарианской пищей потребуется около 450 квадратных метров посевных площадей. Внедрение гетеротрофов — организмов, использующих для своего питания готовые органические вещества (некоторые растения, грибы, многие бактерии), — поможет уменьшить эту площадь до 250 квадратных метров. В этом случае общий вес конструкции, оборудования, воды одного цикла очистки для потребностей лунного поселенца оценивается всего в 4339 килограммов — это меньше максимальной массы космического корабля «Восток» (4730 килограммов). Если же использовать местные ресурсы, величину эту можно снизить до 2159 килограммов, — это уж, согласитесь, совсем немного.
Постепенно начнутся геофизические и геохимические (точнее, лунофизические или селенохимические, — но уж больно звучит непривычно!) исследования, астрономические наблюдения (из-за отсутствия атмосферы разрешение телескопа с диаметром зеркала в один метр будет таким же, как у земного телескопа с 6-метровым зеркалом), сооружение космического порта, горнорудных установок, электростанций, электрических катапульт, а там уж, гляди, начнется подготовка к полетам на другие планеты.
Лунный вакуум непременно подтолкнет космических архитекторов к сферическим многослойным конструкциям. Почему многослойным? Вот как объясняет это Н. Н. Варваров, автор «лунной» книги «Седьмой континент»:
«Внешняя, прозрачная для полезных участков солнечного излучения оболочка не должна пропускать губительных для живого организма космических лучей. Назначение второй оболочки — поддерживать в помещении нормальный температурный режим. Пространство между этими оболочками будет заполнено озоном. Давление озона должно составлять около половины давления воздуха в жилом помещении, благодаря чему не только уменьшится перепад давления в жилом помещении и в окололунной пустоте, ко и станет поглощаться губительная ультрафиолетовая радиация Солнца. Озон выбран не случайно. Известно, что, если бы не слой озона на высоте 40—50 км от поверхности Земли, все живое на Земле подверглось бы разрушительному действию ультрафиолетового излучения. Третья оболочка — силовая, увеличивающая прочность сооружения. Подобно покрышке футбольного мяча, не дающей лопнуть камере, эта оболочка примет на себя нагрузку избыточного давления, стремящегося раздуть герметичное помещение».
