Китайские учёные предложили концепцию магнитной катапульты для отправки ресурсов с Луны на Землю. Эта идея не нова — она была описана в романе Роберта А. Хайнлайна «Луна — суровая хозяйка» (The Moon Is a Harsh Mistress) и изучалась учёными десятилетиями как способ переправить лунные ресурсы на Землю в будущем.
В недавней статье группа учёных из Шанхайского института спутниковой инженерии (SAST) Китая подробно описала, как магнитная пусковая установка на поверхности Луны может стать экономически эффективным средством отправки ресурсов на Землю. Это предложение может стать частью долгосрочной стратегии Китая по созданию Международной лунной исследовательской станции (ILRS), — совместного проекта с Роскосмосом.
Согласно статье, катапульта будет использовать технологию магнитной левитации и работать по тому же принципу, что и метание молота в лёгкой атлетике, «но вращаясь с возрастающей скоростью перед тем, как отправить пусковую капсулу к Земле». На поверхности Луны среда, близкая к вакууму, и низкая гравитация — примерно 16,5% от земной гравитации (0,165 g) — облегчат запуск полезных грузов.
По словам команды SAST, предлагаемая система могла бы проводить два запуска в день за одну десятую стоимости существующих транспортных методов. Основной полезной нагрузкой будет гелий-3, собранный из лунного грунта, который можно будет использовать для питания термоядерных реакторов на Земле.
«Техническая готовность системы относительно высока. Поскольку установка потребляет только электроэнергию и не требует никакого топлива, она будет относительно небольшой по масштабу и простой в реализации. Основная цель — извлечение и доставка гелия-3 для решения энергетического кризиса на Земле. Проект также будет способствовать развитию технологий добычи полезных ископаемых в космосе, тяжёлых ракет-носителей и искусственного интеллекта», — написали авторы работы.
Система будет состоять из 50-метрового вращающегося рычага и сверхпроводящего двигателя. Она будет питаться от солнечных панелей и ядерного реактора и предназначена для преобразования кинетической энергии в электричество во время фазы торможения. Это позволит восстанавливать более 70% потребляемой энергии после каждого запуска.
После ускорения в течение 10 минут «рука» достигнет скорости выхода на поверхность Луны в 2,4 км/сек (1,5 м/сек) и запустит полезную нагрузку по траектории к Земле. Команда также подчёркивает, что система будет весить около 80 метрических тонн и может оставаться в эксплуатации в течение как минимум 20 лет.
Однако строительство этой системы придётся отложить до тех пор, пока Китай не завершит разработку своих сверхтяжёлых ракет-носителей Long March 9 (CZ-9) и Long March 10 (CZ-10). Эти ракеты имеют важное значение для создания ILRS, которое, как ожидается, будет завершено к 2035 году с помощью других национальных космических агентств.
В этом отношении предлагаемая система запуска может стать частью долгосрочных планов Китая по освоению Луны в конце 2030-х или 2040-х годах. Предложенные командой сроки соответствуют этому: они надеются завершить разработку ключевых компонентов системы к 2030 году и ожидают полномасштабной реализации к 2045 году.
Стоимость строительства системы запуска оценивается в 130 миллиардов юаней ($18,25 миллиардов). Однако, по оценкам исследователей, добыча трёх-пяти тонн гелия-3 в год может принести доход в размере 100 миллиардов юаней.
Предполагается, что система будет способствовать развитию технологий добычи полезных ископаемых в космосе, тяжёлых ракет-носителей и искусственного интеллекта. Однако прежде необходимо решить ряд технических и логистических задач, в том числе вопросы извлечения гелия-3 из реголита, установки системы на неровной лунной поверхности и обеспечения стабильности вращающегося рычага на высоких скоростях.