CC BY
18УДК 330.34
Сценарное обоснование инвестиционного проекта «Безракетная индустриализация ближнего космоса»
99
Юницкий А.Э.1' 2 Бабаян А.В.1
1 ООО «Астроинженерные технологии»,
г. Минск, Беларусь
2 ЗАО «Струнные технологии»,
г. Минск, Беларусь
В основу программы «ЭкоМир» положены космический вектор индустриализации и технология безракетного геокосмического транспорта. Спасение биосферы Земли от антропогенного воздействия экологически вредных и ресурсоёмких отраслей техносферы осуществляется за счёт их выноса за пределы планеты - в ближний космос на околоземные круговые экваториальные орбиты. Человек при этом остаётся жить на Земле, а значит, все жизненно важные отрасли на планете - производство продуктов питания, генерация и передача энергии, строительство жилья и инфраструктуры, транспорт и коммуникации -должны обеспечиваться экоориентированными технологиями, дружественными биосфере. Программа «ЭкоМир» является инвестиционным проектом, в рамках которого авторы в своих статьях последовательно показывают различные аспекты технико-экономического обоснования как самой программы, так и составляющих её проектов. В настоящей работе рассмотрен возможный сценарный план подготовки и практической реализации проекта «Безракетная индустриализация ближнего космоса». Дана оценка его реализуемости и программы «ЭкоМир» в целом.
Ключевые слова:
астероидные минеральные ресурсы, геокосмический транспорт, безракетная индустриализация ближнего космоса, биосфера, техносфера, космический вектор индустриального развития, космоиндустриальные технологии, космическая солнечная энергетика, общепланетарное транспортное средство (ОТО), технократический путь, цивилизационное развитие, экоориентированные технологии.
Введение
Программа «ЭкоМир», в основу которой положены космический вектор индустриализации и технология безракетного геокосмического транспорта, носит характер глобального инвестиционного проекта «Безракетная индустриализация ближнего космоса» (далее - Проект) [1]. Она призвана обеспечить спасение биосферы Земли путём выноса всех экологически вредных и ресурсоёмких отраслей техносферы в космос на ближайшие околоземные орбиты, размещённые в плоскости экватора, т. е. за пределы биосферного дома Земля.
Выбор круговых орбит в плоскости экватора для космической индустрии обусловлен стремлением минимизировать инвестиционные затраты на её создание. Такое решение позволит также оптимизировать эксплуатационные издержки в весьма затратной геокосмической логистике по маршруту Земля - Орбита - Земля для миллиардов людей, которые и в будущем продолжат жить на родной планете.
При этом все жизненно необходимые человеку на Земле отраслевые направления (органическое земледелие и производство продуктов питания, генерация и передача различных форм энергии, строительство жилья и иных сооружений, транспорт и коммуникации, др.) должны быть обеспечены новыми экоориентированными технологиями.
Практическая реализация программы «ЭкоМир» будет означать глобальное индустриальное перевооружение и неизбежный переход к космоиндустриальному этапу развития нашей земной технократической цивилизации. Существенно изменятся основы геополитического
и социально-экономического устройства, так как все базисные отрасли национальных экономик (энергетика, транспорт, минерально-сырьевая база, переработка сырья и выпуск конструкционных материалов, др.) в итоге трансформируются в базисные отрасли уже мировой космоиндустриальной экономики, общей для всех стран. Регулирование геокосмической экономики запланировано из единого корпоративного центра (с представительством всех стран - участниц данного глобального Проекта).
Управляющему корпоративному центру должна подчиняться и вся система общецивилизационной обороны, призванная не только защищать планету от внешних космических угроз (в том числе астероидных), но и выполнять миротворческую функцию на самой Земле, пресекая любые военно-политические конфликты.
Проекта, более сложного организационно и технологически, более долгого по срокам подготовки, реализации и достижению конечного результата, более глобального по масштабам охвата и объёму инвестиционных затрат, а главное, более важного для судеб всего человечества, а также не терпящего отлагательств, мир не знал и, наверное, не узнает. Вместе с тем отметим следующий факт: предлагаемую идею отличает крайне высокая инвестиционная привлекательность.
Для того чтобы программа «ЭкоМир», как и любой инвестиционный проект, реализовалась, необходимо технико-экономическое обоснование, причём для одного единственного инвестора - человеческой цивилизации, представленной различными, порой даже диаметрально противоположными интересами, что создаёт основное препятствие широкомасштабному запуску программы «ЭкоМир», о которой инженер А.Э. Юницкий заявил около 40 лет назад.
Авторы данной статьи последовательно раскрывают различные аспекты технико-экономического обоснования программы «ЭкоМир» и составляющих её проектов, из которых самым значимым, сложным, ответственным и в то же время самым масштабным является проект «Безракетная индустриализация ближнего космоса» [2]. Рассмотрен один из возможных сценарных планов подготовки и практической реализации Проекта, включающего создание и запуск общепланетарного транспортного средства (ОТС), а также строительство взлётно-посадочной эстакады и всей инфраструктуры на Земле в полосе экватора и в космосе на околоземных орбитах, необходимой для обеспечения геокосмических грузо-пассажирских перевозок. Кроме того, в рамках предложенного сценарного плана авторы оценивают достаточность технологических, экономических и временных ресурсов человечества.
Базовый сценарный план проекта «Безракетная индустриализация ближнего космоса»
Базовый сценарный план Проекта, рассчитанный на предстоящие 40 лет, разделён первым стартом ОТС на два долгосрочных этапа продолжительностью по 20 лет каждый. Инженером А.Э. Юницким [3] ранее была предложена разбивка на этапы:
• первый этап (до старта) - «Подготовка к геокосмическим полётам»;
• второй этап (после старта) - «Практическая индустриализация ближнего космоса».
Этап подготовки к геокосмическим полётам представлен в виде прогнозного графика капитальных затрат на НИОКР, расходов на возведение стартовой экваториальной эстакады и сопутствующей ей инженерной инфраструктуры, а также на создание и сооружение собственно ОТС (таблица 1).
Второй этап, затрагивающий практическую индустриализацию ближнего космоса, представлен в виде прогнозного объёма геокосмического грузо-пассажирского потока, а также оценки основных статей операционных затрат и доходов электрической генерации при всё более доминирующем обратном потоке космических грузов на Землю по мере наращивания мощностей космической индустрии (таблица 2).
Таблица 1 - График затрат на НИОКР создание и строительство ОТС
Затраты по годам, млрд USD
Год НИОКР по экваториальной эстакаде «5 в 1», инфраструктуре, ОТС, др. Создание стартовой экваториальной эстакады ОТС «5 в 1» и наземной жилой и промышленной инфраструктуры (здания, сооружения, электростанции, ЛЭП, линии связи, др.) Создание (сооружение) ОТС Итого, млрд USD
1 0,1 - - 0,1
2 0,2 - - 0,2
3 0,3 - - 0,3
4 0,4 - - 0,4
5 1 - - 1
6 2 1 - 3
7 3 2 - 5
8 4 3 - 7
9 5 4 2 11
10 6 10 3 19
11 7 50 5 62
12 8 80 15 103
13 9 150 50 209
14 10 150 75 235
15 10 150 100 260
16 10 150 100 260
17 10 150 100 260
18 10 150 100 260
19 10 150 100 260
20 10 150 100 260
Итого 116 1350 750 2216
Таблица 2 - Грузо-пассажирский поток с оценкой затрат и доходов
Год (с начала эксплуатации ОТО)
Годовой объём перевозок, млн тонн
На орбиту
На Землю
Составляющие удельных затрат на геокосмическую транспортировку тонны груза, УЗР/т
Энергия
Зарплата
Амортизация
Прочее
Удельная себестоимость перевозок,
УЗР/т, (-) - прибыль
100
10
525
90,9
20,7
63,4
700
200
50
450
40
20,7
39,3
550
300
100
300
25
20,7
24,3
370
400
150
200
8,2
20,7
260
500
200
150
4,3
20,7
15
200
500
250
100
3,3
20,7
145
400
300
50
4,3
20,7
10
95
300
350
20,7
8,9
45
200
400
-100
20,7
-55
10
00
500
-200
20,7
-155
00
500
-200
20,7
-155
12
00
500
-200
20,7
-155
13
00
500
-200
20,7
-155
14
00
500
-200
20,7
-155
15
00
500
-200
20,7
-155
16
00
500
-200
20,7
-155
00
500
-200
20,7
-155
18
00
500
-200
20,7
-155
19
00
500
-200
20,7
-155
20
00
500
-200
20,7
-155
Итого
4000
7310
4
7
6
6
6
6
6
6
6
6
17
6
6
6
6
Учитывая реалии, связанные с неопределённо долгим убеждением мировой общественности и её элит, авторы дополнили указанные выше два этапа («Подготовка к геокосмическим полётам» и «Практическая индустриализация ближнего космоса») ещё одним предварительным и переживаемым в настоящее время этапом - «Формирование условий для начала широкомасштабной реализации проекта «Безракетная индустриализация ближнего космоса» и программы «ЭкоМир».
У Проекта и программы «ЭкоМир» есть всего один потенциальный инвестор. Это цивилизация, которую также необходимо сформировать и консолидировать вокруг осознания того, что вектор индустриализации космоса и безракетная геокосмическая транспортная система не имеют альтернатив не только в плане спасения мира от экоресурсной катастрофы, но и в целях сохранения технократического
пути цивилизационного развития, подразумевающего использование безграничных ресурсов и уникальной среды космоса.
Человеческая цивилизация сегодня представлена множеством национальных интересов (порой даже враждебных друг к другу), различным уровнем экономического развития, большим количеством научных школ, целым рядом бизнес-подходов, разнообразием культур и традиций. Следовательно, задачей вновь выделенного этапа, в настоящее время реализуемого под руководством инженера А.Э. Юницкого, является обоснование и убеждение (а значит, консолидация) мировой общественности и её научных, бизнес- и политических элит в том, что пришла пора корректировки цивилизационного развития в сторону космического вектора, причём геокосмический транспорт может быть только общепланетарным и безракетным.
Как только такая убеждённость охватит определённую критическую массу мирового сознания, автоматически начнётся процесс организационно-правовой консолидации. Скорее всего, это произойдёт под эгидой ООН в форме создания международного Консорциума при обязательном участии стран экваториального пояса, а также как можно большего числа стран с высоким экономическим и научно-техническим потенциалом [4].
Несмотря на то что разработчик Проекта и программы «ЭкоМир» инженер А.Э. Юницкий на решение задачи убеждения и консолидации мирового сознания уже затратил более 40 лет своей жизни, тем не менее авторы настоящей статьи полны оптимизма и считают, что в течение ближайших 3-5 лет Проект и программа «ЭкоМир» будут широко признаны в мире, а цивилизация объединится вокруг вектора безракетной индустриализации космоса.
Данная убеждённость связана с повышением научной, медийной и инвестиционной активности не только благодаря усилиям единственного инвестора, создателя Проекта и программы «ЭкоМир» инженера А.Э. Юницкого, но и по причине объективного роста общего беспокойства по поводу неуклонно ухудшающейся экологической и ресурсной ситуации на Земле. Действительно, зреет острый социальный запрос на решение указанной проблемы, который выражается в постоянном расширении рынка инновационных космических технологий и числа его резидентов.
Этап «Подготовка к геокосмическим полётам»
Основная задача подготовительного этапа сценарного плана, рассчитанного на предстоящие 20 лет, - это создание ОТС, экваториальной взлётно-посадочной эстакады и всей энергетической и транспортно-логистической инфраструктуры.
Однако в рамках подготовительного этапа и задолго до сооружения ОТС и экваториальной эстакады должен быть основан экваториальный линейный город (ЭЛГ), на предприятиях которого следует изготовить ОТС. На территории ЭЛГ (т. е. вдоль экватора) необходимо открыть транспортно-логистические узлы, соединённые разноско-ростными рельсо-струнными магистралями, возведёнными по технологии Струнного транспорта Юницкого (ЮСТ; англ. - uST). Очевидно, что такая масштабная строительная площадка на экваториальной полосе потребует перенастройки мировой транспортно-логистической системы, чтобы она могла начать обслуживать меридиональные грузо-пассажирские потоки по всему периметру экватора,
доставляя материалы и оборудование в ЭЛГ. После завершения его строительства необходимость в обслуживании меридиональных грузо-пассажирских потоков не отпадёт, но изменится их направление, так как с территории ЭЛГ по всей Земле станут развозить сырьё, материалы и продукцию, поступающие из космоса.
В ЭЛГ планируется организовать совершенно иной урбанистический уклад: сформируются новые стандарты жилья, социально-бытовых объектов инфраструктуры, экокомфортной биосферы, системы продовольственного снабжения; в составе ЭЛГ появится собственный агропромышленный сектор. Городская черта ЭЛГ (а это вся экваториальная полоса, включая океанические участки, занимающие около 80 % городской территории) должна получить генплан и секторальное административно-территориальное деление с выбором мест размещения крупных, средних и мелких административных центров. Подобный подход будет во многом определять будущее общемировой транспортно-логистической системы. Кроме того, для ЭЛГ должны быть разработаны и утверждены градостроительный кодекс, строительные нормы и правила, множество других документов, регламентирующих строительство. Всё это непростые задачи, требующие проведения масштабных НИОКР.
Принимая во внимание колоссальную протяжённость экваториальных линейных объектов, составляющую свыше 40 000 км, их возведение следует осуществлять одновременно на многих участках вдоль всего экватора. В частности, учитывая срок любого линейного строительства (три года) и средний проходческий темп (150-200 м/сут), вдоль экватора понадобится организовать порядка 200 строительно-проходческих площадок.
Вместе с тем к моменту завершения подготовительного периода и ко времени первого запуска ОТС на складах ЭЛГ должны ожидать транспортировку в космос конструкции и оборудование орбитального линейного города. Среди них - элементы для строительства его предварительно напряжённой основы, а также всё необходимое для развёртывания первых космических солнечных электрических и водородных станций, запуска космических ракет-буксиров со специальным горнорудным оборудованием (понадобится в первых разведывательных экспедициях на астероиды), монтажа на орбите первых жилых и производственных кластеров и др.
К первому запуску ОТС нужно сформировать достаточный парк грузовых и пассажирских модулей. Грузовые модули будут использоваться не только для доставки, но и для непродолжительного хранения грузов в космосе (пока идёт строительство индустриальных кластеров).
Пассажирские модули потребуются как для транспортировки пассажиров на орбиту, так и для организации временного проживания и мест работы космического персонала.
Подготовительный этап должен начаться с полномасштабного развёртывания всесторонних НИОКР, затрагивающих широкий круг вопросов. Разработка и проектирование будут проводиться не только в течение всего подготовительного периода, но и после него, и вряд ли когда-нибудь прекратятся, потому что проблемы, которые придётся решать в рамках индустриализации космоса, столь же безграничны, как и сам космос.
Следует особо отметить, что технологическое перевооружение затронет не только аспекты, касающиеся создания ОТС, экваториальной стартовой эстакады и необходимой инфраструктуры. Человек является частью спасаемой биосферы Земли и останется жить на родившей его планете. Значит, он не сможет обойтись без эко-ориентированных технологий производства продуктов питания, получения энергии, строительства транспорта, жилья и производственно-жилой инфраструктуры. В данном направлении инженер А.Э. Юницкий работает давно. На сегодняшний день он добился прорывных результатов и уже внедряет в жизнь всю линейку экоориентирован-ных технологий: иЭгееп, иЕпегду, ЕсоНоиве и ЮСТ (разрабатываются в организованной им группе международных компаний).
В рамках создания ОТС в состав НИОКР будет обязательно включён следующий перечень основных вопросов: конструкция и компоновочная схема; тысячекилометровые линейный электродвигатель и магнитный подвес; линейные (ленточные) маховики-роторы и вакуумные каналы для них; энергообеспечение, рекуперация и отвод тепловой энергии; управление и безопасность; функциональные системы грузовых модулей и системы жизнеобеспечения пассажирских модулей как автономных космических спутников; космические перевозки крупногабаритных грузов на корпусе ОТС.
Кроме этого, должен быть решён обширный спектр задач: оптимизация используемых конструкционных материалов и рабочих сред; создание и испытания малых и больших физических моделей; математическое моделирование режимов функционирования, в том числе режимов старта и посадки, особенно в районе гор; стабилизация сверхдлинной конструкции при неравномерности загрузки; расчёты режимов для многочисленных возможных внештатных ситуаций; эксплуатация и регламентное обслуживание, включая межполётное; антитеррористическая и противо-метеоритная защита всех конструкций и их антивандаль-ное исполнение; организация производства компонентов
ОТС и модулей, их доставка к месту сборки вдоль всего экватора, монтаж и наладка, контроль качества; поиск источников энергии; разгон ленточных маховиков с выходом на нужные гиперскоростные режимы и др.
При строительстве экваториальной взлётно-посадочной эстакады и сопутствующей ей инфраструктуры в составе НИОКР обязательна разработка следующих основных вопросов: вертикальное и курсовое профилирование стартовой эстакады, особенно в высокогорных районах, а также на океанических участках, характеризующихся большими глубинами, сильными течениями и неустойчивой навигацией; электрическая генерация, снабжение и накопление грузов и пассажиров вдоль всей экваториальной эстакады, имеющей протяжённость более 40 000 км; прокладка параллельно эстакаде ОТС экваториальных трансконтинентальных рельсо-струнных трасс для скоростных, высокоскоростных и гиперскоростных грузо-пассажирских перевозок; градостроительное планирование и строительство транспортно-логистических, энергетических и индустриальных узловых компонентов ЭЛГ, в том числе секторов жилой, социально-бытовой направленности, содержащих сельскохозяйственные угодья и пищевые производства. Отдельного внимания потребуют плавучие узловые составляющие линейного города, который размещён на океанических участках, занимающих около 80 % протяжённости экватора.
Подготовительный этап должен начаться с выработки всевозможных стандартов, нормативов и правил, что позволит вновь создаваемым компонентам геокосмического транспортно-инфраструктурного комплекса находиться в гармонии друг с другом. Завершится подготовительный этап первым запуском ОТС, вместе с которым начнётся следующий этап - непосредственно практическая индустриализация ближнего космоса.
Этап «Практическая индустриализация ближнего космоса»
В рамках рассматриваемого этапа, рассчитанного на последующие 20 лет (после первого старта ОТС), авторами выделено пять основных фаз, по итогам реализации каждой из которых вновь формируемая космическая индустрия переходит на новый качественный и количественный уровень.
Первая фаза этапа практической индустриализации ближнего космоса (продолжительность - два года) будет проходить под флагом «Создание космической энергетики и первое космическое строительство».
Планируемые работы в период данной фазы:
• подъём первого оборудования и формирование космического строительно-монтажного комплекса, включающего роботы-манипуляторы, ракеты с функцией буксирования и аккумуляторных станций, обитаемые модули для размещения пунктов управления строительно-монтажной техникой и в целом космическим строительством, грузовые модули для хранения строительных материалов, расходных и ремонтных частей, а также иных необходимых в период строительства запасов;
• развёртывание первых единиц орбитальной группировки космических солнечных электростанций (КСЭС), включающих интегрированные станции по производству, сжижению и хранению водородно-кислородного топлива, предназначенного для космических ракет-буксиров, которые используются при транспортировке роботов-манипуляторов на космических стройках и перемещении грузов вне орбит Земли и на дальние расстояния в глубокий космос;
• подъём и монтаж первой очереди линейных компонентов космического индустриального ожерелья «Орбита» (КИО «Орбита»), включая орбитальный опорный каркас, путевые структуры скоростного рельсового и высокоскоростного
левитационного транспорта, электросиловые и оптиковолоконные кабельные линии;
• снаряжение и отправка первых дальних космических горнорудных разведывательных экспедиций на Луну и ближайшие астероиды в поисках минерального сырья;
• оказание первых космических услуг, прежде всего вывод новых и обслуживание действующих спутников Земли, а также сбор космического мусора, восстановление озонового слоя и др.;
• проведение первых геокосмических экскурсий.
Основная задача первой фазы - обеспечение космической энергией нового космического строительства и, собственно, организация именно космического строительства, отладка строительных технологий и наращивание темпов их реализации.
Вторая фаза этапа практической индустриализации ближнего космоса (продолжительность - три года) будет проходить под флагом «Создание основы индустриализации ближнего космоса - КИО «Орбита».
Планируемые работы в период данной фазы:
• завершение монтажа всех линейных компонентов опорного каркаса КИО «Орбита», их силовое замыкание в единую конструкцию и доразгон до орбитальной скорости, гарантирующей необходимый уровень внутренних напряжений, которые обеспечивают каркасу требуемую опорную несущую способность;
• монтаж и ввод в эксплуатацию стационарного орбитального транспортного сообщения (предназначено для развоза вдоль КИО «Орбита» грузов и пассажиров), а также электросиловых и оптико-волоконных сетей (поддерживают геокосмические коммуникации энергии и информации);
• начало строительства в первых индустриальных кластерах объектов космической жилой и индустриальной инфраструктуры (электротрансформаторные подстанции, транспортно-логистические узлы, дата-центры, станции генерации воздуха и воды, а также утилизации углекислого газа и сточных вод, др.);
• наращивание мощностей космической электроводородной энергетики и числа геолого-разведочных индустриальных экспедиций, выход на энергоресурсные рынки Земли;
• расширение объёмов оказываемых космических услуг на рынке геокосмических перевозок;
• увеличение потока космических туристов.
Основная задача второй фазы - ввод в эксплуатацию КИО «Орбита» как базиса вновь формируемой космической индустрии.
Третья фаза рассматриваемого этапа (продолжительность - пять лет) будет проходить под флагом «Создание космической промышленности».
Планируемые работы в период данной фазы:
• размещение в построенных индустриальных кластерах новых космических производств конструкционных материалов и машиностроительного оборудования, необходимых для космического индустриального строительства;
• расселение прибывающего в космические командировки персонала, в том числе на длительное время с семьями, а также развитие космического гостиничного сервиса и распределение растущего потока космических туристов в ЭкоКосмоДомах (ЭКД) [3];
• создание в орбитальных ЭКД отрасли космического органического земледелия, хранение и переработка полученного урожая, изготовление из него продуктов питания, развитие фармацевтических и других производств на основе космического сырья растительного и животного происхождения;
• наращивание объёмов оказываемых космических услуг и занятие доминирующих позиций на рынке геокосмических перевозок;
• усиление мощностей космической водородной электроэнергетики, а также увеличение числа геолого-разведочных индустриальных экспедиций и занятие доминирующих позиций на энергосырьевых рынках Земли;
• расширение количества инженерно-подготовленных к кластерной застройке орбитальных линейных участков и числа индустриальных кластеров.
Основная задача третьей фазы - создание космической промышленности, покрывающей собственные потребности космического строительства, выход на энергосырьевые рынки Земли, занятие доминирующего положения на рынке геокосмических транспортных перевозок и космических услуг.
Четвёртая фаза рассматриваемого этапа (продолжительность - пять лет) будет проходить под флагом «Самообеспечение космического строительства и доминирование на энергосырьевых рынках Земли».
Планируемые работы в период данной фазы:
• усиление мощностей космической солнечной электроводородной энергетики и занятие доминирующего положения на энергетическом рынке Земли (путём разложения воды на водород и кислород с помощью солнечной энергии и доставки водорода на Землю);
• увеличение числа геолого-разведочных космических экспедиций и занятие доминирующего положения на сырьевых рынках Земли;
• расширение количества инженерно-подготовленных к кластерной застройке орбитальных линейных участков и числа индустриальных кластеров;
• наращивание космических производств конструкционных материалов и машиностроительного оборудования, предназначенных для космического индустриального строительства;
• расселение прибывающего в космические командировки персонала, в том числе на длительное время с семьями, а также развитие космического гостиничного сервиса и распределение растущего потока космических туристов в построенных ЭКД, соединённых друг с другом в орбитальный линейный город;
• развитие космического органического земледелия, повышение урожая и изготовление из него продуктов питания, выход на полное самообеспечение находящихся в космосе людей продовольственной, фармацевтической и иной продукцией растительного и животного происхождения, выращенной в ЭКД;
• расширение объёмов оказываемых геокосмических транспортных и других космических услуг - достижение абсолютного монопольного доминирования (исключение полётов ракет, имеющих термохимические реактивные двигатели);
• реализация комплекса мероприятий, направленных на подготовку космической среды к массовому прибытию
свободных рыночных резидентов космической индустрии, в том числе разработка мер экономического стимулирования роста космических предприятий (льготные условия кредитования, выгодные арендные ставки на индустриальные и обитаемые площади, низкие тарифы на энергию, транспортную логистику и ресурсы, др.), развитие социально-бытовой инфраструктуры для космического персонала, прибывшего с семьями, формирование административной и правоохранительной систем, др.
Основная задача четвёртой фазы - занятие доминирующих позиций на энергосырьевых рынках Земли, абсолютного монопольного положения на рынке геокосмических транспортных и космических услуг, а также создание условий для широкой индустриализации космоса.
Пятая фаза рассматриваемого этапа (продолжительность - минимум пять лет) будет проходить под флагом «Широкая индустриализация космоса».
В данную фазу и в бесконечно долгом последующем времени планируется обеспечение вновь прибывающих свободных рыночных резидентов, имеющих собственные космические инвестиционные проекты, всем необходимым - льготными кредитами, космической электрической энергией и водородным топливом, космическим сырьём и материалами по выгодным тарифам; оказание геокосмических транспортных и космических услуг на привилегированных условиях; предоставление в аренду и лизинг роботизированной рабочей силы, промышленных и обитаемых пространств; др.
Основная задача пятой фазы практической индустриализации ближнего космоса - завершение процесса ударного индустриального перестроения земной техносферы на космический вектор и окончательное снятие с повестки дня вопросов о рисках развития на Земле экологических, ресурсных, демографических, социальных и других катастрофических сценариев, препятствующих устойчивой эволюции земной техногенной человеческой цивилизации бесконечно во Времени в бесконечном Пространстве нашей Вселенной.
Оценка реалистичности предложенного сценария
Оценка реалистичности предложенного сценария является важной частью обоснования проекта «Безракетная индустриализация ближнего космоса» и в целом программы «ЭкоМир». Для подобного анализа авторами статьи изучен восходящий грузо-пассажирский поток, проведено его сравнение с грузоподъёмностью ОТС и частотой совершаемых рейсов.
Первая и вторая фазы индустриализации ближнего космоса связаны с колоссальными объёмами строительно-монтажных работ. Прежде всего это строительство КИО «Орбита» протяжённостью 42 520 км (длина на высоте 400 км). Монтаж его линейных конструкций должен вестись сразу по всему периметру орбиты - примерно на 500 строительно-монтажных участках с проходческим темпом порядка 100 м/сут, что вполне достижимо, учитывая размеры доставляемых с планеты на орбиту линейных сегментов сооружения (длиной до 100 м). Каждый такой строительно-монтажный участок будет укомплектован космическими буксирами, бригадами антропоморфных роботов-строителей, которые управляются с ближней дистанции группами операторов, находящихся в обитаемых модулях, а также парком грузовых гондол, предназначенных для временного размещения оборудования, мастерских и запасов топлива, воды и питания. С первых дней следует осуществить монтаж объектов энергетики (например, ещё на 250 строительно-монтажных участках).
Общий вес оборудования одного строительно-монтажного участка экспертно прогнозируется на уровне 500 тонн. Соответственно, общий вес всех строительно-монтажных участков, которые необходимо поднять на околоземную орбиту во время первых полётов, приблизительно равен 2 млн тонн, что составит порядка 20 % грузоподъёмности одного рейса ОТС.
Общий вес линейных конструкций опорного каркаса КИО «Орбита», которые потребуется поднять и смонтировать на орбите Земли в течение первых пяти лет практического этапа безракетной индустриализации ближнего космоса, экспертно оценивается в 200 млн тонн. То есть для их доставки понадобится 20 рейсов (в среднем в год - четыре рейса ОТС с полной загрузкой).
Общий вес 1000 космических солнечных электростанций (каждая имеет мощность 1 ГВт и вес примерно 100 000 тонн [5]), которые нужно поднять и смонтировать на орбите Земли, чтобы обеспечить в космосе 1 ТВт мощности нетто (при мировой мощности нетто 7,14 ТВт в 2018 г. [6]), составит 100 млн тонн. Для формирования такой космической энергосистемы в первые пять лет понадобится 10 рейсов (в среднем в год - два рейса ОТС с полной загрузкой).
Общий вес установок по производству 50 млн тонн в год водорода, включая его сжижение и хранение, которые следует поднять и смонтировать на орбите Земли в течение первых пяти лет практического этапа безракетной индустриализации ближнего космоса, будет равняться не более 10 млн тонн. То есть для доставки данного груза понадобится один рейс (в среднем в год - один рейс ОТС с 20-процентной загрузкой).
Общий вес конструкций и наполняющих компонентов одного индустриального кластера площадью 750 000 м2, обслуживаемого персоналом в количестве 5000 человек (с семьями), составит около 3 млн тонн. В один индустриальный кластер входит ЭКД в виде тора (весом 400 000 тонн [3]), позволяющий сформировать в космосе экокомфортную среду обитания с искусственной гравитацией и земным ландшафтом. Кроме того, нужно прибавить блок массой около 2 млн тонн, который содержит 100 необитаемых цеховых помещений, каждое имеющее площадь 10 000 м2 и 2000 тонн оборудования. Около 100 таких индустриальных кластеров необходимо поднять и смонтировать на орбите Земли в течение первых пяти лет третьей фазы практического этапа безракетной индустриализации ближнего космоса. Их общий вес составит порядка 200 млн тонн. То есть для доставки данного груза понадобится 20 рейсов (в среднем в год - четыре рейса ОТС с полной загрузкой).
За первые пять лет с начала полётов ОТС предполагается снарядить около 100 индустриальных геолого-разведывательных экспедиций на Луну и к астероидам. Средняя масса оборудования в составе каждой подобной экспедиции экс-пертно оценивается в 100 000 тонн. Таким образом, общий
вес оборудования экспедиций, которое необходимо поднять и отправить в космическую индустриальную экспедицию с орбиты Земли в течение первых пяти лет практического этапа безракетной индустриализации космоса, составит около 10 млн тонн. То есть для доставки данного груза понадобится один рейс (в среднем ежегодно на протяжении пяти лет - один рейс ОТС с 20-процентной загрузкой).
С первых дней индустриализации космоса планируется оказывать услуги по выводу спутников на экваториальные орбиты Земли, однако, учитывая возросшую доступность тарифов, спрос на такие услуги прогнозируется на порядок большим. Рынку будут предложены новые услуги - сбор космического мусора (его объём оценивается экспертами NASA на уровне 8000 тонн [7]), а также обслуживание, дозаправка функционирующих на орбитах спутников и их замена на спутники, размещённые на круговых экваториальных орбитах, поскольку выведенные на другие орбиты спутники при своём движении будут пересекать плоскость экватора, а значит, представят угрозу для ОТС и КИО «Орбита». Валовый объём грузоперевозок в данном сегменте вряд ли превысит 1 млн тонн в год в обе стороны, т. е. в год понадобится один рейс ОТС с 10-процентной загрузкой.
Вновь открытое направление массового космического туризма (например, 100 000 путешественников в первый год, в последующем - ежегодное удвоение их числа) потребует только малую долю загрузки ОТС - в пределах 1 % (с учётом средней массы одного туриста и его багажа - 100 кг).
Выводы
и дальнейшие направления исследования
Приведённый выше детализированный базовый сценарий проекта «Безракетная индустриализация ближнего космоса» и программы «ЭкоМир» позволяет утверждать, что ранее предложенный инженером А.Э. Юницким укрупнённый базовый сценарий [8] является полностью реализуемым.
Даже в первые напряжённые годы этапа практической индустриализации ближнего космоса число рейсов ОТС с полной загрузкой не превысит 12 рейсов в год, или одного рейса в месяц (при том, что такая геокосмическая транспортная система способна совершать один рейс каждую неделю).
Требует дополнительного изучения вопрос, затрагивающий возможности техносферы и биосферы Земли обеспечить ресурсами столь масштабный объём строительства. Данная задача станет предметом технико-экономического обоснования в рамках следующего исследования.
Литература
1.
2.
Программа «ЭкоМир» [Электронный ресурс]. - 2020. -Режим доступа: http://ecospace.org/images/Program_ EcoSpace_RU.pdf. - Дата доступа: 05.07.2021.
Бабаян, А.В. Индустриализация космоса - новая эра человеческого развития и необходимый шаг для спасения биосферы>1 Земли (экономическое обоснование) /А.В. Бабаян // Безракетная индустриализация космоса: проблемыы, идеи, проектыы: материалыi II меж-дунар. науч.-техн. конф., Марьина Горка, 21 июня2019 г. / Астроинженерные технологии; под общ. ред. А.Э. Юниц-кого. - Минск: Парадокс, 2019. - С. 103-109. Юницкий, А.Э. Струнные транспортные системы: на Земле и в Космосе: науч. издание /А.Э. Юницкий. - Силакрогс: ПНБ принт, 2019. - 576 с.: ил.
Юницкий, А.Э. Технико-экономическое обоснование инвестиционного проекта «Безракетная индустриализация ближнего космоса» как инструмента спасения биосферыI Земли /А.Э. Юницкий, А.В. Бабаян // Безракетная индустриализация ближнего космоса: проблемыi, идеи, проекты: материалыы III междунар. науч.-техн. конф., Марьина Горка, 12 сент. 2020 г. /Астроинженерные технологии, Струнные технологии; под общ. ред. А.Э. Юниц-кого. - Минск: СтройМедиаПроект, 2021. - С. 116-137.
Космическая система энергоснабжения земли: эффективность, проблемы создания и решения/ А.С. Коротеев [и др.] // Известия Российской академии наук. Энергетика. - 2009. - № 4. - С. 3-20. Энергетика стран мира [Электронный ресурс]. - 2020. -Режим доступа: http://www.eeseaec.org/energetika-stran-mira/. - Дата доступа: 05.07.2021. Orbital Debris Program Office [Electronic resource]. -2020. - Mode of access: https://orbitaldebris.jsc.nasa. gov/faq/. - Date of access: 05.07.2021. Программа «ЭкоМир» [Электронный ресурс] / Советский фонд мира, Центр «Звёздный мир»; под общ. рук. А.Э. Юницкого. - Гомель: Центр «Звёздный мир», 1988. - Режим доступа: https://yunitskiy.com/author/ 1988/1988_23.pdf. - Дата доступа: 05.07.2021.
7.
