Американские инженеры предложили построить маглев на Луне

В 2017 году NASA приняло программу исследования Луны «Артемида»: этот проект предусматривает высадку человека на Луну (она намечена на конец 2025 года) и создание в конце 2020-х постоянной лунной базы. При реализации этой программы необходимо будет решить множество технических проблем: в частности, разработать способы эффективной транспортировки грузов по лунной поверхности. Потребуется учесть агрессивные условия, в которых предстоит работать транспортной системе: значительные перепады температур, абразивную пыль, накопление статического электричества.

Инженеры американской компании SRI International предложили один из вариантов решения этой задачи. Они разработали проект системы магнитной левитации, или маглева.

Основным ее компонентом будут своеобразные ленты или гусеницы, укладываемые на поверхность Луны. Они состоят из двух слоев: первый, из графита, создает магнитное поле, заставляющее вагонетки с грузом висеть над лентой. Второй слой образован «гибкой электроникой»: так называют электронные схемы, располагающиеся на гибком основании. Электроника создает электромагнитное поле, заставляющее вагонетки разгоняться либо тормозить и тем самым управляющее их движением вдоль ленты.

Устройство гусеницы в разрезе и силы, действующие на левитирующую вагонетку / © NASA

Возможно также устройство третьего слоя, состоящего из солнечных батарей: они могут собирать энергию для питания системы. Система, которая должна будет работать в автоматическом режиме, получила название FLOAT: это аббревиатура от Flexible Levitation on a Track, что дословно переводится как «гибкая левитация над гусеницей». Гусеницы действительно должны обладать большой гибкостью, что упростит постройку системы: изначально их можно сворачивать в большие рулоны, разворачивая на месте, подобно ковровой дорожке.

Схема укладки гусениц специализированным луноходом / © NASA

Отметим, что на Земле пассажирские системы магнитной левитации работают достаточно давно: первую из них (не считая экспериментальных) открыли в Бирмингеме в 1984 году, она соединяла городской аэропорт с железнодорожным вокзалом. Сейчас такие системы наиболее интенсивно развиваются в Китае: поезда шанхайского маглева разгоняются свыше 400 километров в час. А в Японии экспериментальные составы достигали скорости 600 километров в час.

Ожидаемые скорости перемещения лунного маглева будут гораздо ниже — по крайней мере, на начальном этапе развития системы: вагонетки будут перемещаться со скоростью всего около метра в секунду. Их грузоподъемность составит около 30 килограммов на квадратный метр. Не станут проблемой холмы или впадины, так как вагонетки смогут двигаться при уклоне трассы до 30 градусов.

На первый взгляд может показаться, что в использовании на Луне столь экзотичного вида транспорта нет большого смысла, особенно учитывая малую скорость перемещения грузов. Однако предложенное решение родилось неспроста: как сказано выше, одна из серьезных проблем, подстерегающих колонизаторов Луны, — это лунная пыль. Как отмечал Naked Science, она привела к серии неисправностей во время высадки астронавтов на Луне. Практически все системы с подвижными частями (например, колесами) не могут долго работать в контакте с ней.

Преимущество маглева перед луномобилями и другими возможными видами лунного транспорта заключается в том, что он почти лишен подвижных частей и благодаря достаточной высоте, на которой будут двигаться вагонетки, способен перемещать грузы, не поднимая пыль от лунного реголита. Таким образом, груз не будет пылиться. Существует опасность того, что пыль покроет гусеницы, но эта проблема решаема: для очистки полотна предусмотрена специальная вагонетка-«дворник», снабженная щеткой. Двигаясь вдоль ленты, вагонетка будет сметать с нее пыль.

Эксперименты на Земле показали реализуемость идей, лежащих в основе FLOAT. Разработчики системы даже протестировали работу «дворника». Кроме того, они провели испытания в вакууме, ведь атмосфера на Луне практически отсутствует.