Способ достижения устойчивого развития и защиты земли от опасных космических объектов и система для достижения устойчивого развития цивилизации

Способ достижения устойчивого развития и защиты земли от опасных космических объектов и система для достижения устойчивого развития цивилизации

Реферат

 

Изобретение относится к космической энергетике, а также к способам и средствам защиты Земли от опасных космических объектов: астероидов, комет, космического мусора. В предлагаемом способе выводят компонентны ядерных зарядов (сокращаемых в процессе разоружения) на орбиты и используют для оснащения космических перехватчиков, направляемых к опасным объектам и железосодержащим астероидам; последние переводят серией ядерных взрывов в сферу действия Земли, где подвергают дезактивации и переработке с целью строительства из астероидного железа элементов космической энергоиндустриальной инфраструктуры Земли. В эту инфраструктуру входят солнечные отражатели и платформы, причем для напыления отражающего слоя использован материал одноразовых ракет-носителей. Для осуществления межорбитальных транспортных операций в космической системе на последующих этапах ее развития предполагается применение неракетных средств: резонансных систем типа "гравилет" и систем с обменом энергии и импульса (тросовых и роторно-маятниковых). Таким образом высвобождаемые при ракетно-яде-рном разоружении ресурсы эффективно используются для индустриализации космоса и защиты Земли от угрожающих ей небесных тел. 2 с. и 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к энергетике, а более конкретно - к экологически чистому энергоснабжению Земли из космоса. Второй, несамостоятельной областью применения является защита Земли от падения опасных космических объектов - астероидов, комет, космического мусора.

Известно, что Конференция ООН по окружающей среде и развитию (ЮНСЕД, 1992) задачей человечества на XXI век определила устойчивое развитие - удовлетворение потребностей существующего поколения без ущерба способности будущих поколений обеспечить свои потребности. Понятие развития подразумевает замену количественного экономического роста на качественное совершенствование, для чего необходимо сочетание экономического развития с решением социальных и экологических проблем. ООН призвала осуществить переход к устойчивому развитию с помощью средств, которые в условиях смягчения международной напряженности можно получить за счет перераспределения и сокращения военных расходов. Основные направления действий были определены в "Повестке дня на XXI век", включающей 16 т.наз. секторов, таких как биологическое разнообразие, лесные ресурсы, устойчивое сельское хозяйство, атмосфера, океаны, радиоактивные отходы и т.д. [1]. Но ООН столкнулась с трудностями в реализации этой концепции, обусловленными как разными подходами развивающихся и развитых стран ко многим составляющим устойчивого развития, для которого необходима интеграция мирового сообщества, так и неспособностью рыночной экономики на основе известных технологий демократическими методами преодолеть демографический взрыв в развивающихся странах и нерациональное потребление и производство в индустриальных. Для начала практических действий недостает средств. Трудности усугублены необходимостью предотвратить в исторически короткий срок (за несколько ближайших десятилетий) антропогенную деградацию среды обитания, вызванную, в частности, энергетикой.

ЮНСЕД выдвинула на первый план социально ориентированное мировое экономическое развитие, как способ помощи развивающимся странам, большинство которых вынуждены разрушать свою природную среду чтобы выжить. Нищета, низкий уровень образования и управления, недостаточное энергообеспечение стали для них препятствием в осуществлении рационального природопользования. Но развитие современной энергетики в этих странах ограничивает ее дороговизна и нехватка кадров. В распавшемся лагере социализма ситуацию осложняют деструктивные процессы, особенно в высокотехнологичных отраслях обрабатывающей промышленности, ограничивая тем самым возможности развития. А в индустриальных странах безудержный рост производства и потребления все еще считается свидетельством процветания. Следует отметить, что конверсию ВПК и другие способы перераспределения военных расходов, как правило, трудно переориентировать на цели экологии.

На этом фоне самой трудноразрешимой проблемой представляется надвигающаяся экологическая катастрофа из-за слишком быстрого нагрева планеты, вызванного накоплением в атмосфере парниковых газов, поглощающих тепло, излучаемое Землей в космос. Около половины избыточного поглощения вызвано накоплением двуокиси углерода, поскольку более 80% энергии человечество производит, все интенсивнее сжигая невозобновимые ресурсы - ископаемые топлива. Такая структура мировой энергетики определяется пока индустриальными странами. Однако демографический взрыв в развивающихся странах и их стремление приблизиться к уровню индустриальных станут в XXI веке основным фактором роста выбросов СО₂. Если в 1990 г. потребление топлива в мире было 10 млрд. т у.т., то по прогнозу МИРЭС, в 2020 г оно превысит 19 млрд. т у.т., что приведет к росту выбросов с 5,64 до 11,25 млрд. т углеродного эквивалента CO₂, а доля развивающихся стран возрастет с 1,53 до 5.55 млрд. т (с 27 до 49%) [2]. Процессы урбанизации и дефорестации в развивающихся странах усугубляют эту тенденцию. Растущее население вынуждено расширять пахотные земли, выжигая джунгли. Избыточное сельское население, уходя в города, лишенные современного энергоснабжения, ускоряет дефорестацию т.к. увеличивает потребление дров. Так производство энергии становится основной причиной потепления климата. Одна из главных задач устойчивого развития - реконструкция мировой энергетики уже в первой половине XXI века. Традиционные способы для этого недостаточны в силу физических и технических ограничений и по указанным социально-экономическим причинам.

Общепризнано, что стратегическим направлением реконструкции энергетики должно стать расширение применения т.наз. "новых" возобновляемых источников энергии (НВИЭ). Однако они менее эффективны и более капиталоемки и материалоемки, чем обычные. Но многие делегации-участники ЮНСЕД отмечали, что недостаточное внимание уделяется накопителям и поглотителям СО₂, который выводится из атмосферы в биогеохимическом цикле, в большой мере обусловленном жизнедеятельностью биоты - лесов и болот, а главным образом, океанского планктона. Поглотительная способность океана лишь 2,5 - 3 млрд. т и эффективных способов ее увеличения пока не предложено. Эффект посадок тропических лесов могут обесценить процессы дефорестации в развивающихся странах тропического пояса, да и поглощение CO₂ лесом на порядок, а длительность захоронения в миллион раз меньше, чем океаном.

Наиболее экологически приемлемой и практически неисчерпаемой является солнечная энергия. Но ее применение затруднено низкой плотностью потока (на границе атмосферы 1,36 кВт/м², а на поверхности редко превышает 1 кВт/м², в среднем менее 250 Вт/м²), неравномерным по широтам и непостоянным в течение года и суток поступлением, зависящим от погоды. Этим обусловлена высокая стоимость солнечных энергоустановок. Особенно дороги технологически и конструктивно сложные фотобатареи, но некоторые виды солнечных энергосистем, например, теплофикационные, в ряде районов близки к достижению рентабельности. Хотя к 2020 г ожидается рост стоимости топлив и поэтому прогнозируют более широкое распространение НВИЭ, их доля в мировом энергобалансе останется малой [3].

Известны проекты энергоснабжения Земли из космоса, где эффективность солнечных энергоустановок может быть в 10-15 раз выше, чем на Земле благодаря большей равномерности и плотности потока энергии. В 1968 г П.Глезером предложена идея солнечной космической электростанции (СКЭС) с фотобатареями, передающей энергию с геостационарной орбиты (ГCO) на Землю СВЧ-лучом [4] (аналог). При размерах 5х10 км, массе 35-50 тысяч тонн, диаметре передающей антенны 1 км и наземной приемной ректенны 10 км, СКЭС дала бы в электросеть 5 млн. кВт, а 60 СКЭС обеспечили бы США около 25% тогдашнего электропотребления. Проведенные аэрокосмическими фирмами США разработки показали техническую и экономическую реальность проекта, несмотря на то, что затраты на СКЭС более чем на порядок превышают стоимость наземной тепловой электростанции (ТЭС) аналогичной мощности. Подобные проекты регулярно обсуждают международные конференции, издается специальный журнал "Space Power". В Японии изучается возможность космической демонстрации принципов СКЭС [5].

Но СКЭС имеют ряд существенных недостатков технического, экономического и экологического характера. Укажем лишь наиболее принципиальные. Так можно упомянуть необходимость создания сверхтяжелых ракет-носителей, превышающих Saturn-5 и "Энергию", без которых не удастся обеспечить экономически приемлемую удельную стоимость доставки грузов на ГCO (не более 100 долл/кг). Известна высокая стоимость разработки и эксплуатации таких РН, накапливаются данные об их возможной экологической опасности. Стоимость ректенн и остальной наземной инфраструктуры, видимо, превысит стоимость орбитального звена энергосистемы и будет намного больше, стоимости ТЭС сопоставимой мощности. Поэтому подобный проект для развивающихся стран неприемлем, тем более, что долгое время электроэнергия в большом количестве им не потребуется. Не исключена военная и экологическая опасность мощного СВЧ-луча. Риск поражения лучом наземных объектов из- за отказов системы фокусировки и наведения или в результате повреждения (например, попадания метеорита, диверсии и т.п.) понизит уровень безопасности будущего мира. При размещении СКЭС на ГCO может затрудниться работа находящихся там спутников связи, которые будут играть возрастающую роль в жизни развивающихся стран в первой половине XXI века. Если же выбраны иные орбиты, эффективность СКЭС падает, а масса и стоимость растет из-за необходимости применения накопителей и более мощных передающих систем. Габаритные ограничения на доставляемые с Земли элементы конструкций приводят к необходимости применения в качестве силовой рамы для СКЭС форменных конструкций, что в свою очередь влечет при строительстве необходимость перемещения персонала, деталей и оборудования в открытом космосе. Такое "открытое" строительство сопряжено со значительными опасностями, включая повышенную вероятность потерь с образованием опасного космического мусора.

За прошедшие годы стали яснее и экологические трудности. Общая масса 60 СКЭС Глейзера 2,5 - 3 млн. т. Доставка такой массы конструкций на ГCO потребует более 150 млн.т ракетного топлива. В результате много продуктов сгорания попадет в озоновый слой. Угроза озоновому слою ограничит грузопоток на орбиту, что приведет к удлинению сроков космического строительства и снижению его значимости в проблеме устойчивого развития даже для США, а тем более, при масштабах, необходимых для энергоснабжения всего мира. Сложность СКЭС затруднит применение внеземных материалов и производств в космосе на первых этапах орбитальной энергосети, требуя слишком высокого начального уровня космических технологий. Отметим, что традиционные и перспективные ядерные (для носителей) и электроядерные (для межорбитальных буксиров) космические двигатели (ЯРД и ЭЯРД) не могут обеспечить орбитальное строительство сотнями тысяч тонн внеземных материалов в год, что необходимо для соответствия концепции устойчивого развития, например, чтобы предотвратить возможность катастрофического хода потепления климата и связанные с ним социальные конфликты будущего.

Известны предложения по освещению участков Земли с помощью системы управляемых космических отражателей солнечного света [6] (2-й аналог). Орбитальную систему легких бескаркасных пленочных отражателей, разворачиваемых и стабилизируемых центробежными силами, можно быстро создать в масштабах, которые обеспечат освещение значительных территорий по нормам уличного освещения (10 лк). Малая масса такой космической энергосистемы (КЭС) позволит запускать одной ракетой класса "Протон" десятки отражателей, избегая серьезных экологических проблем типа угроз озоновому слою.

Но и в этом случае имеются принципиальные недостатки. Так малая масса отражателя ведет к повышенному торможению остаточной атмосферой и необходимости использовать высокие орбиты - не ниже 3-4 тыс. км. Это чрезмерно увеличит освещенную зону. Угловой размер Солнца около 0,01 и даже при вертикальном падении луча на землю диаметр "зайчика" превысит 30 - 40 км. Т.к. практически всегда луч будет наклонным, световое пятно увеличится (более 50-80 км), значит, большая часть света окажется "неоплачиваемой". На такой большой площади высока вероятность нахождения ценных природных биоценозов, световое воздействие на которые может вызвать нежелательные последствия. Тогда КЭС не сможет считаться "экологически чистой". Если даже будет приемлема денежная компенсация экологического ущерба, снизятся экономические показатели КЭС, которые и так будут невысоки, поскольку затраты энергии на электроосвещение в большинстве стран менее 2%. Размер пленочного отражателя едва ли может быть намного больше 1 км. Освещенность в 10 лк огромного светового пятна, даже при ясном небе, смогут создать не менее десятка отражателей. Значит, общее их число составит сотни или тысячи, что усложнит управление КЭС. Поэтому со всех точек зрения желательно уменьшить световое пятно хотя бы до 25-30 км, что соответствовало бы оптимальному по социальным и экологическим условиям городу с пригородными зонами (население несколько сотен тысяч человек).

Быстрая переориентация километрового вращающегося зеркала невозможна. За виток оно, вероятно, будет перенацелено 2-3 раза, поэтому пленочная КЭС малопригодна для обслуживания множества объектов. Для массового обслуживания придется увеличить число орбитальных отражателей или размещать по нескольку отражателей на массивной раме, что лишит пленочную КЭС преимуществ. Космические воздействия (микрометеориты, жесткий ультрафиолет, ионизирующие излучения) ограничат долговечность полимерной пленки. Потребуется частая диагностика и замена зеркал с уводом отслуживших на дальние орбиты или из сферы действия Земли, а это дополнительные расходы. Стабилизируемая вращением пленка находится под значительным напряжением и по мере старения может внезапно разрушаться. Со временем околоземное пространство заполнится движущимися по случайным орбитам обрывками, угрожающими космическим полетам.

Приведем условный пример иного рода. Могут возникнуть проблемы, оправдывающие даже рискованные действия. Например, потребуется быстро создать экран для защиты от катастрофического развития парникового эффекта. Достаточно затенить 1% земной поверхности, вернее несколько /о. поскольку затенение должно быть не полным, а типа облачности. Если нужное положение будет занимать треть отражателей (на самом деле гораздо меньше) и удельная масса их 10 г/м² общая площадь экрана должна быть порядка 10 млн. км² и общая масса порядка 100 млн.т. Ясно, что космонавтика неспособна решать глобальные задачи "в лоб". Поэтому возможности РКТ в решении проблем устойчивого развития практически не упомянуты в итоговых документах ЮНСЕД, хотя в дни ее работы там же, в Рио-де-Жанейро, была специально проведена конференция Международной Астронавтической Федерации, которая, впрочем, не выдвинула новых предложений Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому способу выбранный в качестве прототипа способ [7], предлагающий для промышленного освоения космоса использовать возможности, открываемые ракетно-ядерным разоружением. Способ включает выведение ядерных взрывчатых веществ (ЯВВ) на околоземные орбиты с помощью сокращаемых по международным соглашениям МБР, в боеголовках которых эти вещества находились. Применение самых мощных из современных средств - ядерных зарядов для доставки к Земле внеземных материалов (например, астероидов) удешевит и ускорит начало индустриализации космоса, поскольку оружейный уран несколько десятилетий будет доступен по символической цене ввиду необходимости сокращения ядерного оружия. Пуски подлежащих ликвидации ракет удешевят выведение этого запаса энергии в космос, т.к. МБР при небольших доработках головных частей способны доставить энергетическую часть заряда (уран-235) на низкую опорную орбиту. Так, в большой мере за счет средств, выделяемых на ракетно-ядерное разоружение, возможно создать начальную энергетическую основу индустриализации космоса.

Недостатки способа-прототипа: разовый, хотя и длительный, характер предлагаемых мероприятий, их недостаточный объем, не обеспечивающий развитие и даже поддержание достигнутого уровня базовых для этого способа технологий и отраслей промышленности (ядерного оружия и ракетно-космической), отдаленность достижения безубыточности космического строительства из-за чего его темпы могут оказаться недостаточными для своевременного распространения НВИЭ и других подобных технологий в масштабах, предотвращающих катастрофическое развитие парникового эффекта. Предполагается в основном взаимодействие лишь России и США, например, по слегка измененному договору СНВ-2, но этого мало чтобы активизировать необходимый для устойчивого развития процесс интеграции мира и достичь других социальных и геополитических результатов, например, полного всемирного ядерного разоружения. Для этого необходимо целый ряд этапов индустриализации космоса в значительной степени основывать на коммерческом использовании энергетического потенциала ракетно-ядерного оружия.

Устранение этих недостатков в предлагаемом изобретении достигается тем, что уничтожаемые в процессе ракетно-ядерного разоружения, отслужившие срок, снимаемые с боевого дежурства межконтинентальные баллистические ракеты используют для выведения слаборадиоактивных и нерадиоактивных компонентов ракетных ядерных зарядов на промежуточные орбиты, где указанные компоненты помещают в орбитальные хранилища, поднимают на орбиты длительного существования и впоследствии используют для сборки ядерных зарядов, которые устанавливают на управляемые ракеты "космос-космос", размещают последние на космических аппаратах-перехватчиках, выводимых в районы вдоль траектории железосодержащего астероида, при его приближении производят пуски указанных ракет "космос-космос", взрывами зарядов изменяют скорость астероида так, чтобы перевести его с гелиоцентрической на высокую геоцентрическую орбиту, которую выбирают с апогеем вблизи границы сферы действия Земли, где производят очистку и дробление астероида с гравитационным удержанием обломков от разлета и их последующей доставкой средствами, не использующими ядерные взрывы, на близкие к Земле орбиты, где из астероидного железа изготовляют элементы орбитальных платформ и создают из этих платформ космическую энергоиндустриальную сеть, снабжающую Землю экологически чистой энергией, причем радиационную безопасность обеспечивают проведением всех перемещающих астероид ядерных взрывов, за исключением нескольких последних, вне сферы действия Земли, радиоактивное загрязнение и активацию поверхности астероида снижают уносом продуктов взрыва потоком испаренного материала, очистку производят прогревом на орбите первичной переработки, остаточную радиоактивность материала уменьшают перемешиванием поверхностного слоя с основной массой материала в процессе переработки астероида, причем указанные аппараты- перехватчики, неполностью загруженные управляемый ракетами с ядерными зарядами, применяют для перехвата опасных космических объектов. По мере доставки следующих астероидов и накопления массы на орбитах, для обслуживания межорбитального грузопотока применяют роторно-маятниковые устройства в виде закрепляемых на массивных основаниях выдвижных штанг, приводя штанги во вращение в направлении орбитальной угловой скорости, соединяя перемещаемые грузы с концами штанг на одной орбите и отделяя от концов штанг на другой орбите. На начальных этапах развертывания системы для достижения устойчивого развития цивилизации она включает в себя космическую энергоиндустриальную сеть в виде платформ с поворотными управляемыми отражателями солнечного света, установленными на полых балках большого диаметра с расположенными внутри транспортными магистралями и помещениями для персонала, оборудования, материалов и изделий, причем указанные балки и элементы конструкции простой формы выполнены напылением астероидного железа на пленочные матрицы с последующей заливкой до необходимой толщины расплавом астероидного железа, а для напыления отражающего слоя использован материал одноразовых ракет-носителей, доставляющих с Земли компоненты платформ и отражателей, причем платформы снабжены обмотками для намагничивания и массивными балансирами, загружаемыми преимущественно технологическими отходами и перемещаемыми вдоль платформ синхронно с их обращением по орбите для изменения параметров орбиты за счет резонансно-приливных сил.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. В процессе ракетно-ядерного разоружения с накоплением ЯВВ на околоземных орбитах, например, по способу [7], ведут наземными и космическими средствами поиск астероидов из числа сближающихся с Землей (АСЗ) с большим содержанием железа, с умеренной скоростью относительно Земли, малым наклонением к ее орбите, с размерами порядка 150-250 м (до 500 м при особо малой относительной скорости). Вначале это будут астероиды вблизи орбиты Земли, но по мере совершенствования и роста системы, появления в ней элементов космического базирования - различные объекты с разных ракурсов (кометы, астероиды, производственный космический мусор). Для этого разворачивают автоматизированную наземную и орбитальную систему астероидного мониторинга, которая сможет обнаруживать опасные космические объекты (ОКО), угрожающие Земле столкновением. В порядке эксперимента работу глобальной системы периодически имитируют средства ПРО России и США. Уже на этом этапе возможно участие третьих стран, которое в дальнейшем постоянно расширяется. В это же время разрабатывают средства подготовки на орбите и доставки к астероидам ядерных зарядов (ЯЗ) - "космические аппараты-перехватчики" (КАП) и управляемые ракеты "космос - космос" (УР), ведут их летные испытания (разработки могут быть удешевлены и ускорены путем использования научно-технического задела, имеющегося по оружию высокой точности, например, по программе COИ). Тогда же проводят международные биосферные эксперименты по исследованию действия сумеречного освещения с орбиты на различные биоценозы. Предварительный анализ дает надежду, что при освещенности в 3-5 лк, для чего достаточен размер платформ около 300-400 м, удастся вызвать реакцию перенастройки биологических часов у растений, насекомых и других сухопутных и морских обитателей и изменения в их поведении, например, времени суточных вертикальных миграций планктона и других морских организмов, являющихся важными элементами пищевых цепочек в океане. Для таких экспериментов подходят пленочные отражатели [6]. В этот же период проводят активные эксперименты по "удобрению" CO₂ океанского фитопланктона. Например, разливы нефти и другие антропогенные воздействия приводят к появлению на поверхности океана пленки, затрудняющей диффузию CO₂ из воздуха, - в порядке конверсии возможна переориентация производства морских противолодочных буев на создание буев-насосов с волновым приводом для обогащения воды диоксидом углерода и закачки ее в приповерхностный слой, где обитает планктон.

На следующем этапе ведут активные (с применением космических средств) исследования нескольких астероидов, выбранных в качестве первых кандидатов на доставку к Земле, продолжая поиск более подходящих, например, с меньшими скоростями относительно Земли или меньшим наклонением к ее орбите; снаряжают несколько УР с ЯЗ для испытаний с ядерными экспериментами на астероидах, устанавливают их на КАЛ, которые сразу уводят на дальние орбиты с выработкой топлива двигателей для гарантии безопасности против использования этих ЯЗ в целях ядерного террора или шантажа (возможны и другие меры безопасности); проводят экспериментальные ядерные взрывы вблизи 3-4 из выбранных АСЗ чтобы отработать комплекс средств наведения, перехвата и перемещения астероидов, изучить их состав и свойства, проверить на прочность и сделать среди них окончательный выбор. Одновременно изучают "последействие" биосферных экспериментов и начинают разработку алгоритмов управления биоценозами (при необходимости, с повторными экспериментами).

Для сохранения стратегической безопасности в мире и накопления ЯЗ на орбитах для будущих этапов космического строительства, разрабатывают международно согласованные экологичные МБР. которые с соблюдением режима нераспространения ракетных и ядерных технологий допускается иметь ядерным державам, согласным выполнять обязанности по поддержанию региональной и мировой стабильности. Конструкция ракет и боеголовок должна предусматривать безопасную доставку ядерных компонентов на орбиту в качестве штатного окончания жизненного цикла.

В операциях поиска и доставки астероидов важна роль наземных оптико-электронных и радиолокационных средств. Наряду с уточнением орбит АСЗ, радиолокационная подсветка и контроль с Земли будут полезны и при "атаке" астероида ядерными зарядами на дальностях до 25-30 млн. км. Чтобы несколько месяцев обеспечивать сверхточные измерения скорости, положения и состояния астероида необходима международная всеракурсная информационная сеть, развертывая которую используют опыт создания в СССР и США систем контроля космического пространства и предупреждения о ракетном нападении, частично сами эти системы и результаты упомянутых экспериментов по их применению.

На следующем этапе, внеся необходимые конструктивные доработки технических средств и коррективы графика транспортировки, при очередном сближении выбранного астероида с Землей приступают к его доставке и к развертыванию транспортной, энергетической, технологической и информационной орбитальной группировки для его переработки. От КАП высокая маневренность не требуется, т. к. их заблаговременно направляют в точки перехвата по траектории АСЗ. Их загружают большим количеством (несколько десятков) УР с ЯЗ, которые станут импульсными двигателями астероида, применяемыми вне сферы действия Земли, чтобы свести к минимуму риск возникновения опасных ситуаций в случае разрушения АСЗ. В течение нескольких сближений (в зависимости от начальной скорости и положения орбиты) скорость перемещаемого АСЗ уравнивают с орбитальной скоростью Земли и последними ядерными взрывами вводят его в сферу действия Земли на орбиту первичной переработки С этого момента возникнет необходимость приступить к созданию и затем поддерживать "боеготовность" системы, которую можно назвать астероидным патрулем (АП). Его задача заключается в парировании неизбежных ошибок или неожиданностей. Например, при транспортировке ядерными взрывами, астероид может внезапно расколоться и некоторые обломки могут угрожать падением на Землю. Астероидный патруль создают таким образом, чтобы качественно и количественно он мог парировать подобную ситуацию, отклонив или разрушив эти обломки. По экономическим соображениям, для АП применяют часть КАЛ, накапливаемых для следующей транспортной операции, например, нескольких последних на данный момент КАП, неполностью загруженных УР-ами, - их скорость и маневренность повышены для перехвата внезапно возникших на малой дальности ОКО. Длительная сохраняемость КАП и УР на боевом дежурстве не требуется, поскольку производится их частая замена с проверкой характеристик. Информационные потребности космического строительства, включая обеспечение безопасности, позволят оперативнее обнаружить ОКО, чем это доступно самостоятельной системе защиты Земли. Этим будет решена проблема защиты от ОКО, которую, несмотря на ее научное значение, трудно ставить как техническую задачу ввиду чрезвычайно редких столкновений астероидов и комет с Землей, что делает невозможным длительное поддержание необходимой готовности.

Возвращаясь к примеру быстрого создания экрана от парниковой катастрофы, отметим, что на этапах развитого космического строительства для этой задачи появится эффективное решение: несколько миллионов тонн силикатных отходов астероида с установленным в центре ядерным зарядом можно разместить на орбите и при необходимости испарить взрывом, окутав планету на годы или десятилетия (в зависимости от выбранной высоты) отражающим аэрозольным экраном. Аналогично, естественным образом возникнет нужда в лунной базе, когда с ростом размеров орбитальных платформ понадобится более прочная сталь. Учитывая темпы разрушения человеком природы, нашу единственную Луну жаль использовать в хозяйственных целях. Ограниченная добыча легирующих добавок позволит сохранить для науки ее поверхность, а для туризма ландшафт.

Первичная переработка астероида включает очистку от наведенной радиоактивности и нежелательных загрязнений, например, путем прогрева поверхности сфокусированным солнечным светом или иным источником тепла. Для этих целей применимы, например, ускорители частиц, питаемые от солнечных или ядерных энергоустановок и пленочные зеркала /6/, которым растяжками придана нужная форма. Близость к границе сферы действия Земли позволит удалять загрязнения во внешнее пространство, в частности, путем выбора надлежащего направления испарения и скорости паров, т.е. температуры нагрева. Поэтому орбиту первичной переработки целесообразно выбрать высокоэллиптической.

Радиационную безопасность в процессе создания КЭИС обеспечивают следующим образом. Серии ядерных взрывов, перемещающих астероид, проводят на большом расстоянии от сферы действия Земли, благодаря чему осколки деления, загрязненные и активированные продукты испарения и разрушения астероида оказываются на гелиоцентрических орбитах и пренебрежимо мала вероятность выпадения их на Землю в состоянии высокой активности ввиду огромных объемов, в которых они распределены и значительных промежутков времени между сближениями с Землей. Поскольку источником энергии в ЯЗ МБР в основном является уран-235, то наиболее опасные долгоживущие трансурановые нуклиды практически не образуются, а большинство осколков деления имеют период полураспада менее 30 лет и через 500 - 600 лет станут неопасны. Загрязнение поверхности астероида невелико благодаря уносу разреженных продуктов взрыва плотным потоком испаренного материала, поглощающим также значительную долю нейтронов. Накопление активации ограничивают, испаряя поверхностный слой последующими взрывами (в общей сложности при доставке потребуется испарить около 80% массы астероида). Толщина активированного слоя доли метра, т.е. менее процента от конечного размера астероида, а масса радиоактивного материала еще меньше ввиду спада нейтронного потока экспоненциально по толщине слоя. Технологические отходы неопасны, поскольку с высоких орбит будут опускаться на Землю многие тысячелетия. Так исключают радиационную опасность для Земли.

Что касается радиационной опасности для строительного и оперативного персонала, то не удаленная очисткой часть активности перемешается с основной массой при дальнейших технологических переделах, а для лучшей защиты персонала переработку астероида начинают со стороны, противоположной взрывам. Наибольшую опасность представляет кобальт, содержание которого в материале железного астероида около 0.5%, а период полураспада 5,27 года. Длительность переработки астероида около 10 лет - за это время активность железа и никеля станет ничтожной, кобальта упадет почти в 4 раза, а главное, будет доставлен следующий астероид, что позволит остатки предыдущего оставить на 10 - 20 лет для высвечивания.

После очистки и детального анализа состояния, астероид дробят на фрагменты для перевозки невзрывными средствами. Разрушение можно осуществить ядерным зарядом типа созданных для добычи полезных ископаемых. Эти ЯЗ не наводят сильной радиоактивности. При длительной транспортировке АСЗ (5-6 сближений примерно за 10 лет, от сотен до тысяч ядерных взрывов), его свойства будут настолько хорошо изучены, что дробление возможно совместить с последним взрывом, обеспечивающим захват АСЗ в сферу действия Земли. Необходимо ограничить мощность этого взрыва так, чтобы обломки были гравитационно связаны и не требовалось потом отслеживать множество трудно наблюдаемых мелких небесных тел, движущихся по хаотическим траекториям. Если применяют частичное дробление, то можно использовать обычные ВВ, - выбор варианта в основном будет зависеть от конкретного графика материального снабжения космического строительства. Астероид дробят на части, имеющие массу от сотен до примерно 10 тысяч тонн, приемлемую для перевозки на более близкие к Земле орбиты.

Доставку частей АСЗ для дальнейшей переработки осуществляют с помощью орбитальной транспортной группировки, которую создают из различных космических транспортных средств (КТС) для перевозки больших масс в сфере действия Земли, включая аппараты с ЯЭДУ для большого удаления от Земли, с ДУ на химических топливах для операций в околоземном пространстве, двигателями с нагревом рабочего тела от внешнего источника (электронагревными или солнечными). КТС с солнечными парусами. Для разнообразных задач разных этапов создания КЭИС требуются различные КТС. Так ЯЭДУ необходимы с момента доставки первого астероида в сферу действия Земли (на орбиту высотой порядка 900 тысяч км). ДУ на химических топливах применяют для операций в наибольшей близости к Земле, где экологические требования являются приоритетными, а высокая тяговооруженность орбитального буксира позволит снизить гравитационные потери и провести гравитационные маневры при прохождении мимо Луны. Нагревные ДУ -в промежуточных случаях. Солнечные паруса применимы когда допустима очень длительная перевозка, например, для накопления отходов переработки астероида в выбранных зонах хранения. Для переработки астероида потребуется несколько технологических переделов. Очистка и дробление - 1-й из них. Ближе к зоне строительства должны располагаться, как минимум, участки по изготовлению очищенных слитков астероидного железа (2-й) и деталей орбитальных платформ (3-й передел). Зону 3-го передела для минимизации транспортных затрат выбирают так, чтобы цикл изготовления наиболее крупных деталей или партий мелких совпадал с периодичностью сближений со строящимися платформами.

Примеси в астероидном железе и другие технологические отходы представляют большую ценность для последующего развития КЭИС. Например, силикатные включения впоследствии можно использовать для производства кремниевых фотобатарей и перехода к производству больших количеств электроэнергии хотя бы для собственных нужд. Поэтому зону 2-го передела целесообразно разместить так, чтобы легче перемещать отходы в одну из точек либрации системы "Земля-Луна", где их накопление и длительное хранение сопряжено с меньшими затратами энергии и реактивной массы. Когда размеры орбитальных платформ достигнут примерно километра, массу вещества будет полезно разместить на них в качестве балансира, используемого в сочетании с маховиками, известными под названием "гиродин" в системе ориентации, стабилизации и поддержания высоты орбиты. Балансир представляет собой заполненные отходами контейнеры, которые перемещают вдоль платформы, меняя ее центровку ("гантельный эффект"). Коррекцию высоты осуществляют, перемещая балансир синхронно обращению платформы по эллиптической орбите (наподобие качелей), используя резонансно-приливные силы. По мере роста относительной массы балансира возможности системы коррекции будут расти и позволят отчасти компенсировать атмосферное торможение и понизить перигей орбит без затраты реактивной массы. Для этих операций применяют также обмотки для намагничивания железных платформ, используя взаимодействие с магнитным полем Земли. Магнитные силы используют и при стыковке конструктивны