ВЫБОР ЗЕМНЫХ ГРУНТОВ-АНАЛОГОВ КАК СРЕДЫ ДЛЯ ДВИЖЕНИЯ ЛУННОГО РЕАКТИВНОГО ПЕНЕТРАТОРА

Поднят вопрос исследования Луны в связи с проектами по использованию спутника Земли в будущей энергетике. По последним данным Луна богата гелием-3 и на ней обнаружена вода в виде льда. Лунный гелий можно применять в качестве термоядерного топлива, вода же необходима для обеспечения лунной базы, а также как источник для получения водорода. Все эти факторы делают задачу строительства лунных баз актуальной, а все эти направления деятельности требуют проведения бурильных работ на глубину от двух до десятков метров. Для исследования внутренней структуры Луны и решения ряда научных задач предлагается применять реактивные пенетраторы, которые представляют собой проникающие зонды-устройства, снабженные ракетными двигателями твердого топлива. Эти задачи связаны с образованием скважин в лунном грунте, а также доставкой научной аппаратуры, располагаемой в приборном отсеке, в заданную область грунтового пространства и/или возвращением ее на поверхность грунта. На основе данных, полученных отечественными и зарубежными экспедициями на Луну, приведены основные физико-механические свойства реголита. Физические характеристики лунного реголита значительно отличаются от свойств земных грунтов, что связано с другими условиями формирования и существованием верхнего покрова земного спутника, где присутствует идеальный вакуум и полностью отсутствует вода. Так, реголит обладает высокой пористостью и способностью к уплотнению, адгезии и накоплению электрического заряда, при этом высокая способность частиц лунного грунта к прилипанию способствует резкому возрастанию сил трения, а расход мощности на бурение в вакууме увеличивается. Подобраны ближайшие земные аналоги лунного грунта. Правильность выбора модельного грунта подтверждается представленными результатами расчётной и экспериментальной глубины проникания пенетратора, полученной в лабораторных условиях на стенде.

1. Маров, М.Я. Космические исследования Луны и планет [Текст] / М.Я. Маров, Ю.А. Нефедьев, А.В. Гусев // Земля и Вселенная. – 2010. – № 2. – С. 53–59.

2. Основные положения федеральной космической программы 2016-2025 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.roscosmos.ru/22347/. – (Дата обращения: 11.06.16.).

3. Зеленый, Л.М. Луна: исследование и освоение вчера, сегодня, завтра, послезавтра [Текст] / Л.М. Зеленый [и др.] // Природа. – 2012. – № 1. – С. 23–29.

4. Строгонова, Л.Б. Лунная база, проблемы обитаемости [Текст] / Л.Б. Строгонова [и др.] // Труды МАИ. – 2013. – № 67. – С. 11.

5. Богачева, М.Н. Оценка эффективности развития глобальной энергетики на базе использования лунных ресурсов «Гелий-3» [Текст] / М.Н. Богачева // Труды МАИ. – 2010. – № 38. – С. 47.

6. Slyuta, E.N. The estimation of helium-3 probable reserves in lunar regolith / E.N. Slyuta, A.M. Abdurahimov, E.M. Galimov // Lunar and Planet. Sci. – 2007a. – Vol. 38. – Id. 2175.

7. Галимов, Э.М. Замыслы и просчеты: Фундаментальные космические исследования в России последнего двадцатилетия. Двадцать лет бесплодных усилий [Текст] / Э.М. Галимов. – М.: Едиториал УРСС, 2010. – 304 с.

8. LCROSS Impact Data Indicates Water on Moon | NASA [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.nasa.gov/mission_pages/LCROSS/main/pre lim_water_results.html. – (Дата обращения: 13.11.2009).

9. Яковлев, А.И. Изучаем земной и космический водород [Текст] / А.И. Яковлев, Г.М. Федоренко, А.Р. Щекин // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). – 2012. – № 7. – С. 12–23.

10. Галеев, А.Г. Этапы полета, факторы и нагрузки, действующие на ракетно-космическую технику при научных исследованиях планет с использованием кислородно-водородного топлива [Текст] / Галеев А.Г., Захаров Ю.В., Маркачев Н.А., Михай-лов Д.Н. // Международный научный журнал «Аль-тернативная энергетика и экология» (ISJAEE). – 2016. – № 9–10. – С. 95–106.

11. Lorenz, R.D. Planetary penetrators: Their origins, history and future [Text] / R.D. Lorenz // Advances in Space Research. – 2011. – Vol. 48. – Iss. 3. – P. 403–431.

12. Collinson, G. Planetary penetrators: The vanguard for the future exploration of the solar system [Text] / G. Collinson // Journal of the British Interplanetary Society. – 2008. – Vol. 61. – P. 198–202.

13. Родченко, В.В. Основы проектирования реактивных аппаратов для движения в грунте [Текст] / В.В. Родченко. – М.: МАИ-ПРИНТ, 2009.

14. Черкасов, И.И. Грунт Луны [Текст] / И.И. Черкасов, В.В. Шварев. – М.: Издательство «Наука», 1975. – 144 с.

15. Слюта, Е.Н. Физико-механические свойства лунного грунта (обзор) [Текст] / Е.Н. Слюта // Астрономический вестник. – 2014. – Т. 48. – № 5. – С. 358.

16. Черкасова, Л.И. Исследования грунтов луны. история и перспективы [Текст] / Л.И. Черкасова // Вестник МГСУ. – 2011. – № 5. – С. 301.

17. Аким, Э.Л. Забор и доставка на землю образцов лунного грунта автоматическим космическим аппаратом «Луна-16» [Текст] / Э.Л. Аким // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. – 2010. – № 4. – С. 33–35.

18. Стахеев, Ю.И. Сравнительные характеристики распределения размеров частиц лунного грунта на местах посадок АЛС “Луна-16” и “Луна-20” [Текст] / Ю.И. Стахеев, А.В. Иванов, Е.К. Вульфсон // Космические исследования. – 1976. – Т. 14. – № 3. – С. 428–434.

19. Королев, В.А. Моделирование гранулометрического состава лунных грунтов [Текст] / В.А. Королев // Инженерная геология. – 2016. – № 5. – С. 40–50.

20. Заговорчев, В.А. Влияние особенностей функционирования двигателя на технические характеристики лунного пенетратора [Текст] / В.В. Родченко [и др.] // Труды МАИ. – 2012. – № 59. – С. 9.

21. Садретдинова, Э.Р. Выбор параметров лунных пенетраторов со сквозным каналом [Текст] / В.А.Заговорчев, В.В. Родченко, Э.Р. Садретдинова / Вестник Московского авиационного института. – 2014. – Т. 21. – № 2. – С. 32–40.

22. Велданов, В.А. Возможности моделирования проникания тел в грунтовые среды [Текст] / В.А. Велданов [и др.] // Инженерный журнал: наука и инновации. – 2013. – № 9 (21). – С. 28.

23. Васильчук, Ю.А. Грунтоведение [Текст] / Ю.А. Васильчук [и др.] // Под ред. В.Т. Трофимова. – 6-е изд., переработ. и доп. – М.: Изд-во МГУ, 2005. – 1024 с.

24. ГОСТ 20522-2012. Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний. – Введ. 2013-07-01. – М.: Стандартинформ, 2013. – 16 с.

25. ГОСТ 25100-2011. Грунты. Классификация. – Введ. 2013-01-01. – М.: Стандартинформ, 2013. – 63 с.

26. Бакулин, В.Н. Исследование влияния свойств грунта посадочной поверхности на устойчивость процесса посадки космического аппарата с механическим посадочным устройством [Текст] / В.Н. Бакулин [и др.] // Вестник Московского авиационного института. – 2014. – Т. 21. – № 1. – С. 25–32.

27. Федорова, Н.А. Влияние прочностных свойств поверхностного слоя космического тела на глубину проникания реактивных пенетраторов [Текст] / Н.А. Федорова // Молодежный научно-технический вестник. – 2015. – № 11. – С. 3.

28. Федоров, С.В. Использование импульса реактивной тяги для увеличения глубины проникания исследовательских модулей в малопрочные грунтовые преграды [Текст] / С.В. Федоров, Н.А. Федорова, В.А. Велданов // Известия Российской академии ра-кетных и артиллерийских наук. – 2014. – № 4. – С. 53–63.

29. Баженов, В.Г. Экспериментально-теоретический анализ нестационарных процессов взаимодействия деформируемых ударников с грунтовой средой [Текст] / В.Г. Баженов [и др.] // Прикладная механика и техническая физика. – 2001. – Т. 42. – № 6. – С. 190–198.

30. Баландин, В.В. Экспериментальное изучение динамики проникания твердого тела в грунтовую среду [Текст] / В.В. Баландин [и др.] // Журнал технической физики. – 2016. – Т. 86. – № 6. – С. 62–70.

31. Родченко, В.В. Экспериментальная проверка метода выбора проектных параметров реактивных пенетраторов для движения в лунном грунте [Текст] / А.Г. Галеев [и др.] // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). – 2014. – № 16. – С. 46–60.