Когда появятся первые базы на Луне?
О доставке грузов в космос
Стоимость доставки грузов на Луну десятикратно превышает стоимость транспортировки грузов на объекты, расположенные на низкой околоземной орбите (НОО) и трехкратно превышает стоимость доставки к околоземным астероидам, входящим в группу NEA. В соответствии с расчетами, произведенными специалистами РКК «Энергия», величина удельной стоимости доставки полезных грузов на лунную орбиту, которую осуществлял разгонный блок с ЖРД по ценам 2011 года, достигала 52-х тысяч долларов на 1 килограмм. Следовательно, стоимость обратного полета на Землю с Луны корабля и экипажа оказывалась дороже от 4 до 6 раз, обладая удельной стоимостью от 200-т до 300-т долларов на 1 килограмм.
Становится очевидным, что, пока не удастся снизить стоимость доступа в космическую сферу, не произойдет и улучшения ситуации с базой. Именно из-за ценового барьера НАСА решила реализовать орбитальную окололунную станцию, вместо базы на Луне. Роскосмос не обладает прорывными проектами, связанными с сокращением затрат, поэтому решил в течение этого года стать участником международного проекта по созданию станции на лунной орбите. Лунную базу рассматривают в качестве следующего этапа.
Ракетно-космическая техника находится на такой стадии развития, что создание промышленных баз выгодней осуществлять не на поверхности Луны, а на астероидах. Некоторые частные компании, декларирующие задачи по добыче редкоземельных металлов и платиноидов на других планетах, прежде всего, думают об освоении астероидов. Реализация бизнес-планов, связанных с разработкой лунных ресурсов, обладает меньшим интересом. Следует учитывать, что дорога до Луны и в обратном направлении занимает около недели полета. Для того, чтобы побывать на астероидах, входящих в группу NEA, потребуется несколько лет. При разработке месторождений на Луне можно получить быструю амортизацию оборудования, что обуславливает большую перспективу инвестирования в сравнении с разработкой астероидных рудников.
Чем богата Луна?
Луна радует исследователей многочисленными ценностями. Спутник богат, как и астероиды, редкоземельными металлами, как ураном, так и платиноидами. Луну называют своего рода кладбищем астероидов. Миллиарды лет происходили бомбардировки поверхности Луны астероидами, богатыми ценными металлами. Поэтому вместо гонок за астероидами и многолетних путешествий к ним проще заняться поисками под слоями реголита осколки, оставшиеся от металлических астероидов. Поиски можно вести только при наличии базы.
Безударная или жесткая посадка грузов
Если удастся сравнять стоимость по доставке на Луну различных грузов с их доставкой к астероидам, благодаря меньшему времени для подлета к Луне, что способствует стократно ускоренному обороту капитала, привлекательность разработки ресурсов на Луне становится гораздо выше для инвестирования. Существует даже технология, которая способна справиться с решением такой задачи. Она входит в широкую группу технологий Orbitron, и по результатам экспертизы WIPO была признана ее мировая новизна.
Среди публикаций, связанных с этой темой, следует упомянуть технологию Moontrap, продвигаемую компанией AVANTA. Речь идет о технологиях доставки без использования ракетного торможения. Первый груз, который доставили на Луну, это вымпел. Его сбросил космический аппарат «Луна-2» в 1959 году. Жесткость посадки была признана эффективной в энергетическом плане. Ведь для мягкой посадки понадобилось бы для торможение использовать ракетные двигатели. Жесткую посадку осуществляют на скорости от 2,5 до 3,3 тысяч м/с. При таком ударом происходит плавление в сочетании с частичным испарением груза. До сих пор рассматривали именно безударную, мягкую посадку КА, несмотря на значительную дороговизну данного способа. Из-за запаса ракетного топлива многократно уменьшается масса груза, перевозимого ракетой. Отметим и большую массу, свойственную посадочному модулю.
К примеру, полезный груз, перевозимый космическим аппаратом «Луна-17» в долевом соотношении составил не более 13,5 процентов от всей массы корабля до начала торможения. Полезный груз на космическом аппарате «Луна-21» достигал уже 14,7 процентов от массы корабля. Сейчас проектируется тяжелый посадочный КА, называемый Altair Lunar Lander, в котором полезный груз может достичь в долевом соотношении 23,6 процента.
Сегодня при доставке на Луну удается довезти от 15-ти до 25-ти процентов от массы, которая у посадочного модуля была первоначально накануне торможения. Следовательно, если использовать жесткую посадку, можно добиться увеличения массы грузов до 4 – 6 раз, а стоимость доставки при этом сократится от 75-ти до 85-ти процентов. Если же учитывать стоимость устраняемых посадочных ступеней, то уровень сокращения достигнет 90-та процентов. Следовательно, старт с НОО позволит сравнять стоимость транспортировки грузов до поверхности Луны со стоимостью доставки до астероидов, входящих в группу NEA, и удешевить вывод ИСЗ на геостационарной орбите. Это обусловлено тем, что достичь астероидов и Луны можно будет благодаря приращению скорости примерно до 3-х тысяч м/с.
Есть ли необходимость в безударной доставке грузов для строительства базы? Существует ли необходимость в доставке всех грузов с помощью такого дорогого способа? Большинством грузов остается топливо, необходимое для того, что возвратить экипаж в комплексе с расходными материалами: кислородом, водой, углеводородами и другими реагентами, с помощью которых осуществляют обработку реголита. Для этих грузов не нужна мягкая посадка. Для слитков металлов также не нужно использовать дорогостоящую мягкую посадку. Их доставку к району строительства можно осуществлять посредством жесткой посадки, схожей с доставкой вымпела кораблем «Луна-2».
По мнению некоторых проектантов, нет необходимости в доставке готового оборудования к внеземным базам. В течение прошедших пятидесяти лет произошло немало изменений, в связи с появлением аддитивных технологий. При обеспечении добычи сырья можно с помощью космических 3D-принтеров непосредственно на месте осуществить печать корпусов технологических и жилых модулей, заняться изготовлением ракетных двигателей, топливных баков, космических кораблей и аппаратов. К примеру, американцам удалось осуществить печать аналога модуля базы с помощью 3D-принтера в течение трех недель. Это была субмарина, предназначенная спецназу, длина которой достигала 9-ти метров. Это способствует сокращению затрат, связанных с доставкой грузов. Для того, чтобы изготовить базу и использовать для этого местное сырье, придется доставить на Луну технологические модули, способные к выделению из реголита металлов, кремния и кислорода.
Большая масса модулей на 1-ой стадии строительства делает неэффективным применение местного сырья. На примере российского проекта можно понять, что масса модуля, который предназначен для выработки ракетного топлива посредством местных ресурсов, достигает 30-ти тонн, что равно половине массы базы по проекту. Следовательно, величина массы модуля, который поможет наладить производство материалов для конструкции, также будет достигать примерно 30-ти тон, что не приведет к снижению транспортных расходов. Потому и возникла необходимость в ином решении.
Речь идет о предлагаемом решении, связанном с использованием технологии Moontrap. Рекомендуется использовать жесткую посадку для того, чтобы доставлять с Земли металлы, воду и другое сырье. Для извлечения данных грузов в лунном грунте с последующей отливкой для получения готовых изделий потребуются энергетические затраты, десятикратно меньшие в сравнении с получением металлов из реголита. К примеру, для сбора и использования в 3D-принтерах в качестве сырья готового металлического алюминия потребуется энергии, меньше примерно в 130-ть раз, чем при производстве алюминия из реголита в местных условиях. После того, как это сырье сможет становиться новыми 3D-принтерами, конструкциями и агрегатами базы, кислородом и ракетным горючим, появится возможность для использования лунных ресурсов. При внедрении такого варианта понадобится осуществлять доставку на Луну с помощью мягкой посадки исключительно набора 3D-принтеров, на которых будет производиться печать агрегатов и частей базы в комплексе с оборудованием для приема и накопления земного сырья (коллекторов) и энергоснабжения. Это составит не более 3-х процентов от массы перевозимых грузов. Большую часть грузов, относящихся к сырью, от 97-ми до 99-ти процентов, можно будет доставлять посредством недорого метода жесткой посадки.
Структура поставок, в которых будет доминировать сырье, способствует многократному снижению затрат на 1-ой стадии строительства. Поставка таких простых веществ: воды, углеводородов, необходимых в качестве химических реагентов-восстановителей металлов и необходимых для образования ракетного топлива (готового алюминия, титана и других металлов) может производиться без мягкой посадки. Крайне важно, что жесткая, ударная посадка не помешала сбору этих веществ и аккумулированию для использования впоследствии.
Реализация метода жесткой посадки не настолько проста. Это обусловлено образованием груза порций наподобие сфер, схожих с вымпелом, доставленным кораблем «Луна-2». Удар при жесткой посадке может привести к взрыву и рассеиванию груза на большом объеме площади. В итоге большую часть груза можно и не собрать.
Предотвратить проблему с взрывным разлетом доставляемых веществ можно с помощью нескольких способов.
Простейшим способом является перевозка порций грузов, которые представлены стреловидными снарядами или стрежнями с большим удлинением, схожими со стрелами Rods from God – высокоточным космическим оружием. Тела с подобной формой воздействуют на преграды, как струи кумулятивных зарядов. У стреловидных порций груза, сталкивающихся с грунтом, возникает возможность проникновения на глубину, где процедура их взрывного частичного испарения происходит в форме камуфлета, при этом образуется закрытая полость, а выброс наружу и рассеивание основного объема вещества не происходит. Важно правильно подобрать массу, форму, скорость и вещество для снаряда.
Кинетическое оружие состоит из боевой части – металлических стрежней, поражающих цель благодаря большому запасу кинетической энергии со скоростью от 3-х до 8-ми км/с. Они предназначены для поражения целей, заглубленных в землю.
Для того, чтобы обеспечить небольшую глубину залегания полости камуфлета, с металлическим сырьем внутри, желательно воспользоваться тонкими струнами или цепочками, разворачиваемыми во время подлета КА к цели. Можно применять стабилизацию, с использованием градиента поля тяготения Луны либо осуществляемую с помощью микродвигателей, расположенных на кончиках струны, создающих нужную величину растягивающего усилия.
На примере можно рассмотреть порцию груза в форме цепи или троса, разворачиваемую при подлете к поверхности Луны.
В поверхность Луны входит не компактный кусок вещества с большим диаметром, а тонкая струя с аналогичной массой. Данный процесс сравним с инжекцией иглой шприца. Сквозь небольшое отверстие впрыскивают большую порцию вещества, концентрирующуюся внутри тела вокруг области прокола. Аналогично происходит пробивка брони аккумулятивной струей и проникновение в корпус цели посредством небольшого по ширине отверстия.
Порционный груз в форме троса входит в поверхность Луны, осуществляя формирование закрытого «магматического очага» под поверхностью, исключающего процесс взрывного распыления вещества груза.
В некоторых районах Луны реголит достигает толщины, равной нескольким метрам. По данным, полученным благодаря китайскому луноходу Yutu, в Море Дождей залегание реголита достигает глубины от 3-х до 5-ти метров, ниже зафиксировано залегание коренных плотных пород. Наличие такого двухслойного пирога является удобным естественным коллектором, посредством которого можно принимать различные грузы с использованием метода жесткой посадки. Наличие плотных пород важно для концентрации сбрасываемого вещества в камуфлете на определенную глубину реголита от 3-х до 5-ти метров. Учитывая отрицательную и постоянную температуру в толще реголита (величина температуры пород, которые залегают на метровой глубине, не изменяется, составляя -35 градусов Цельсия) в структуру такого природного коллектора, помимо металлов, можно осуществлять сброс порций грузов, основанных на воде и тяжелых углеводородах. Процедура распространения углеводородов и паров воды из раскалившегося камуфлета по лунному промерзшемуся грунту приводит к их охлаждению и созданию залежей сырья, которые удобно извлекать и изготавливать ракетное топливо.
Поверхность выше будущего камуфлета можно заранее присыпать с помощью дополнительного слоя промерзшего реголита, взятого на окружающих участках. Его температуры в течение ночного времени может понижаться до -173 градусов. Попав в такую холодовую ловушку газов, может начаться аккумулирование различных легко возгоняемых веществ, выделяемых из камуфлета расплавом. Выгодно пользоваться участками кратеров определенной глубины, расположенных неподалеку от лунных полюсов, где температура постоянно составляет примерно 250 градусов, в качестве газовых ловушек над коллекторами, принимающими грузы, содержащие кислород.
Если в районах фиксируется меньшая толщина реголита, придется позаботиться о создании насыпей и концентрации грунта, для чего пользуются такими простыми устройствами, как грунтометы, расположенные на роверах. Посредством ровера с грунтометом производится формирование насыпей из реголита. Они используются, как ловушки грузов, для доставки которых применяют жесткую посадку.
Благодаря использованию насыпей, удобно осуществлять доставку в район потенциального строительства базы партии различных металлов и углерода. Жесткую посадку порций грузов осуществляют в насыпи из реголита в форме троса.
С доставкой других, легко возгоняемых веществ, могут возникать сложности, связанные с просачиванием образовавшихся газов из камуфлетных полостей посредством незначительного слоя пористых пород. Для того, чтобы принять такие вещества, необходимо применять более совершенную технологию, которая поможет справиться с проблемой герметизации в грунте взрывной полости.
Грузы, аккумулированные в реголитовых насыпях, извлекаются с помощью ровера-скрепера.
Вторым вариантом по жесткой доставке грузов является способ по созданию камуфлетных герметичных полостей в структуре грунта. Его можно использовать, если обеспечить точность попадания в цель при погрешности от 1-го до 2-х метров. В подобных ситуациях выбирают склон холма или поверхность грунта, и осуществляют монтаж герметизирующего кольца, заглубленного в поверхность, с диаметром от 2-х до 4-х метров. Кольцо служит для охвата вероятной зоны попадания груза. Оно состоит из быстро закрываемого затвора, раскрытого до того, как порция груза оказывается в ловушке. После того, как груз входит в грунт, в рамках поверхности, которая соответствует герметизирующему кольцу, происходит закрытие затвора в сочетании с герметизацией входного отверстия в камуфлетной полости.
Благодаря этому второму способу можно реализовывать доставку к району базы большой ассортимент веществ: от воды до других легко испаряемых жидкостей, к примеру, криогенных (кислорода, хлора, фтора, некоторых углеводородов). Контейнеры для подобных жидкостей можно изготавливать из пустотелых стержней или трубок из керамики или полиэтилена.
На следующем, третьем этапе по развитию технологии и доставке грузов с использованием метода жесткой посадки на поверхность Луны, эффективно воспользоваться оболочками, заполненными реголитом большого объема. Оболочки также оснащены затвором, чтобы обеспечить быстрое запирание входного отверстия в сочетании с сохранением образующихся газов. У таких коллекторов имеется ряд преимуществ. Например, из них довольно просто заниматься извлечением полученных веществ и подготовкой улавливающей среды для приема очередных порций грузов, а также использованием генерируемого тепла.
Перейдем к рассмотрению простейшего варианта подобного коллектора. Для изготовления доставляемой с земли такой части коллектора в качестве контейнера (оболочки) можно воспользоваться не металлом, а высокопрочными материалами типа арамида. Конструкция контейнера состоит из трубы, закрытой с торцов. Контейнер изготавливается диаметром 3,2 метра, длиной цилиндрического элемента 10 метров, полусферы заглушек до 13,2 метра. Контейнер обладает 4-х кратным запасом прочности. Поэтому величина максимального внутреннего давления составляет примерно 30 атмосфер а масса 800 килограмм. Сюда не включается масса запорной арматуры, которой оснащают входной торец. Контейнер монтируется на салазках или других видах шасси с небольшой материалоемкостью. Всего пустой коллектор весит около 1 тонны.
Цилиндрическую часть коллектора изготавливают объемом 80 куб.метров. Если плотность реголита составляет 1,5 т/куб.м, то масса среды, которая улавливает грузы, достигнет 120 тонн. Следовательно, получение самой массивной части ловушки будет производиться на Луне, а с Земли будет осуществляться лишь доставка однотонной конструкции.
Груз в виде торса будет поставляться в герметичном горизонтальном коллекторе – оболочке с реголитом, в оснащение которой входит шлюзовая система по запиранию входа коллектора. Задачей данного типа коллектора является принятие грузов от КА, которые оказываются на окололунной орбите. Подлетая к коллектору, КА приступает к сбросу груза.
Предварительные оценки показывают, что в течение одной операции в подобную ловушку удается осуществить заброс порций вещества, масса которого достигает 100 кг. Следовательно, КА и разгонный блок «ДМ», совершив 50-т оборотов вокруг Луны, сможет передать в коллектор общую массу грузов до 5 тонн. Поступление порции грузов в форме стержня осуществляется с помощью одного из торцов. Стержень представляет собой тонкостенную трубку и состоит из высоколетучих жидкостей: кислорода, воды, метана или водорода. С его помощью пробивается мембрана или сетка на входе коллектора, представляющие собой временную стенку для реголита в самом контейнере, а также пробивается толща песка, а торможение происходит в улавливающей среде. Парирование взрывного испарения груза происходит благодаря большой массе рыхлой среды. Затем происходит срабатывание быстродействующего затвора, расположенного в районе входного торца коллектора, и герметичное замыкание образовавшихся газообразных продуктов. Затем происходит охлаждение и откачивание из контейнера газов, которые сосредотачиваются в накопительных емкостях базы. Далее пробитую мембрану заменяют новой (или ставят на отверстие заплатку), осуществляется разрыхление или частичная замена реголита. После того, как затвор оказывается в исходном положении, коллектор снова можно использовать.
Другим типом оболочечных коллекторов является вариант с мобильным коллектором. У такой системы имеется возможность принятия грузов от КА, сбрасывающих их на площадки, оснащенные коллектором. Погрешность попадания может составлять до нескольких десятков и даже сотен метров. Стержни, которые выпускаются из КА и падают по лунную поверхность, в вертикальном направлении, оборудованы метками, которые фиксируются лидаром. Благодаря меткам отслеживается и вычисляется точка падения грузов. Перемещение коллектора соответствует расчетным данным и используется для перехвата груза в точке падения.
Груз в виде троса оказывается в мобильном коллекторе, оболочке с реголитом, в оснащение которой включают шлюзовую систему, запирающую вход коллектора. Происходит перемещение коллектора к расчетной точке падения для перехвата груза.
Благодаря данному способу можно воспользоваться малогабаритными коллекторами, приемное отверстие которых составляет около полуметра. Тормозная среда для поглощаемых грузов создается с использованием воды или высококипящих углеводородов. Герметизация обеспечивается благодаря использованию механического затвора и аэродинамического окна.
Аэродинамическим окном называют газовую завесу, препятствующую тому, чтобы буферная среда истекала из накопительной камеры в коллекторе во внешний вакуум. Среда представлена газами, аэрозолями и жидкостями. Назначение аэродинамического окна состоит в обеспечении прохождения внутрь камеры сырьевых потоков, которые могут быть представлены нитями, лентами или тонкостенными трубками с газом. При входе в камеру потоков вещества, скорость которых составляет от 1,7 до 3,3 тысячи м/с, происходит их взаимодействие с буферной средой, распыление, торможение и, после смешивания в камере со средой, отдача тепла, затем сепарация и перекачивание внутрь накопительных емкостей. Функционирование окна соответствует периоду подачи груза, который оказывается в накопительной камере коллектора благодаря открытому механическому затвору.
Грузовые КА, служащие для обеспечения прицельного выброса грузов с орбиты к лунным коллекторам сырья, подразделяются в соответствии с типами грузов. Конструкция грузовых модулей КА представлена катушкой с нитью, трубкой, наполненной газом, лентой, нитью, имеющей форму цепи. Их вытягивание и разворачивание осуществляется с помощью вспомогательных механизмов параллельно траектории накануне поступления грузов в коллектор. Модули оборудованы системой управления и ракетной двигательной установкой, способствующей коррекции и наведению блока в направлении коллектора накануне выброса сырья, а также уводу блока в сторону, после того, как груз сброшен.
Возможно многократное использование КА, сбрасывающих грузы по касательной к лунной поверхности. Это обусловлено простотой отклонения блока и предотвращением попадания на поверхность коллектора.
Возможно лишь однократное использование КА, направляющих сырье к поверхности коллектора под большим углом. Функция двигателей коррекции состоит в отклонении траектории опустевших КА от траектории, свойственной потоку сырья, движущемуся к коллектору. Для их падения обустраиваются специально отведенные полигоны, расположенные на безопасном расстоянии от базы.
Не исключается разбивание разгонных блоков грузовых КА, сталкивающихся с лунной поверхностью, чтобы не увеличивать космический мусор, окружающий Землю. Если же обеспечить соответствующий подбор массы полезного груза, после завершения задания в бустерах останется достаточное количество топлива, чтобы на обратной дороге к Земле добиться погашения избытка скорости в перигее для выхода на низкой околоземной орбите. В подобных ситуациях к невысокой стоимости поставки сырья для лунной базы с помощью описанного способа добавится многократное использование разгонных блоков. Их заправка топливом на НОО гораздо дешевле запуска с Земли новых бустеров. Для первого этапа вполне доступны повторные рейсы бустеров от 15-ти до 25-ти, в дальнейшей перспективе можно рассчитывать на 100 и даже 200 рейсов.
Коллекторы предназначены для выполнения не только транспортной, но и производственно-технологической функции. Из-за взрывных процессов в реголите, когда происходит сброс в коллектор углеводородов и водорода, фтора и углерода, что сопровождается должным количеством тепла, происходят восстановительные реакции. Они сопровождаются выделением титана, железа, никеля, других металлов, кремния. Подобный метод, с использованием ядерной энергии, а не кинетической, был предложен пионером астронавтики Арнольдом Крафтом. Реакции с 1 килограммом метана происходили с образованием 5 килограмм углекислого газа и воды. А при использовании 1 кг водорода образовывался конечный продукт в виде 9 кг воды. Следовательно если сравнивать ракетную доставку грузов с жесткой посадкой, до возникает возможность для доставки грузов, превышающей не в 6 раз, а от 20-ти до 30-ти раз в отношении метана и от 36-ти до 54-х раз в отношении водорода. Стоимость доставки 1-го кг водорода к лунному коллектору трехкратно превышает стоимость доставки к НОО. Благодаря образованию в коллекторе воды можно добиться эквивалентного результата для доставки воды на лунную поверхность, равную примерно 30-ти процентам от стоимости доставки до НОО.
Подобная технология связана с побочными продуктами реакции – железом и кремнием, что приводит к дополнительному увеличению эффективности метода. К примеру, при обработке лунного ильменита с помощью водорода (температура 300-та градусов) при использовании 1 кг водорода можно получить около 28-ми кг железа. Учитывая 9-ть кг воды, можно получить 37-мь кг продукции на выходе. Это можно сравнить с доставкой груза на лунную поверхность по стоимости, равной 1/12 от цены поставки к НОО. Такой расчет существенно перспективней снижения затрат, которые обещает компания SpaceX.
Успешное применение технологии Moontrap возможно и при создании промышленных баз на поверхности спутников иных планет и астероидов. В перспективе возможна организация недорогих поставок сырья для связи с инопланетными базами. Благодаря насыщенности астероидного реголита углеродом выделяются металлы в той зоне, где падают посылки на Луну, что способствует упрощению переработки.
Многим околоземным астероидам, входящим в группу NEA, свойственно наличие в реголите повышенного содержания углерода. Для использования некоторых подобных астероидов для отправки грузов потребуется от 50-ти до 500-т м/с. Это позволяет использовать «даровой» астероидный углерод для организации переработки реголита в сочетании с даровой кинетической энергией. Посылки с углеродом падают на Луну на скорости свыше 3-х тысяч м/с.
Если говорить о реголите, имеющемся на спутниках Марса Деймосе и Фобосе, то в нем немало углерода и углеводородов. Без углерода невозможно выделять из реголита металлы и кислород. Реализовывать доставку углерода, точнее, смеси углерода с местным реголитом, имеющимся на Фобосе и Деймосе, на лунную поверхность существенно проще, чем реализовывать доставку с Земли. Можно использовать шлюзовую систему по пропуску грузов и замороженных толстых слоев реголита в тех местах, где падают посылки с углеводородами. Там будут возникать металлические россыпи в сочетании с газовыми месторождениями, к примеру, Н2О, СО2 и СО. На позднем этапе формирования инфраструктуры на Луне ими будут пользоваться, как компонентами ракетного топлива. Н20 в сочетании с СО2 являются готовыми компонентами топлива, на котором работали апробированные в СССР двигатели, работающие на порошковом металлическом горючем из магния и алюминия и устанавливаемые на модулях и роверах, используемых на суборбитальных исследовательских ракетах.
Следовательно, благодаря технологии Moontrap удается добиться многократного упрощения создания промышленных баз на поверхности спутников Марса, удешевления и ускорения развития бизнеса, связанного с добычей космических ресурсов. Колонии, размещенные на Луне, Фобосе и Деймосе являются условием рентабельности эксплуатации космических ресурсов в сфере сырья и энергетики.
Луну можно использовать как выгодную перевалочную и перерабатывающую промышленную базу по перевозке грузов между астероидами, Фобосом и Деймосом и околоземными орбитальными станциями и земными потребителями. Благодаря созданию лунного перевалочного пункта упрощается доставка астероидных ресурсов, в сочетании с устранением торможения и маневров, связанных с доставкой в пункты либрации. Это способствует расширению числа разрабатываемых астероидов, исключению проблемы перевозки к астероидам комплекса оборудования, используемого при переработке реголита.
Использование марсианских лунных баз избавляет лунных колонизаторов от необходимости в масштабном строительстве предприятий металлургического, химического и энергетического комплекса. Создание этих промышленных объектов произойдет позднее, но не посреди чистого поля, а на тех участках, где будет много искусственным месторождений полезных ископаемых: самородного алюминия, магния, железа, титана, никеля, кобальта, кремния и запасов газа СО и СО2. Освоить рукотворные месторождения можно благодаря небольшим буровым установкам, мобильным электрогенераторам, соединенным с подземными источниками тепла, химико-технологическим модулям по очистке сырья и модулям 3D-печати. Для получения всего остального можно использовать аддитивную печать, в том числе для создания новых 3D-принтеров.
Технология Moontrap обладает хорошим потенциалом коммерциализации. Решение задач, связанных с обеспечением запасами металлов и технологическими материалами, связанными с технологическими модулями в тех районах, где будут размещаться будущие лунные базы, необходимо частным аэрокосмическим компаниям и национальным аэрокосмическим агентствам. Создание таких стратегических запасов для инвесторов и компании AVANTA на Луне может происходить впрок, для продажи впоследствии месторождений потенциальным лунным колонизаторам.
Реализация технологий Moontrap невозможна без НИОКР, связанного с разработкой грузового блока. Он необходим для развертывания катушки с тросом и выталкивания группы стреловидных снарядов при подлете к Луне КА. Такая разработка относительно недорогая. Можно осуществить покупку готового КА с необходимым набором параметров. Не требуется также осуществлять разработку ракет-носителей для отправки к Луне КА. Мировой рынок услуг насыщен достаточным количеством компаний, способных осуществить запуск в космос любого вашего КА при должной оплате.
Затраты, связанные с созданием участков Луны, которые обогащены ценным сырьем, во много раз меньше затрат, связанных с запуском геостационарных спутников. Это актуально даже при использовании при этом одноразовых бустеров (межорбитальных буксиров), в связи с приращением скорости 3 тысячи м/с, а не 5 тысяч м/с. Если воспользоваться облетными траекториями, гашение скорости которых происходит в перигее, то можно пользоваться бустерами многократно (с дозаправкой), что способствует дополнительной экономии.
Многоразовый грузовой КА возвращается с орбиты Луны на околоземную по такой же схеме, по которой работает многоразовый межорбитальный буксир «Рывок» РКК «Энергия».
Производить торговлю металлами и сырьем на участках, выбранных для застройки баз на Луне, если грамотно воспользоваться производными финансовыми инструментами, не потребует предварительного вложения финансов для доставки сырья на поверхность Луны. Благодаря торговле опционами можно привлечь средства и создать ресурсный плацдарм на Луне. Следовательно, достаточно минимальных вложений в проект, прежде всего, связанных с рекламой и привлечением акционеров, чтобы обеспечить НИОКР начальным капиталом и реализовать Moontrap для создания внеземных баз. Подобным образом занимались строительством железных дорог на территории Дикого Запада, так же можно обеспечить создание нашего лучшего космического будущего.
