Демонстрация запланирована компанией на 2028 год — она состоится в ходе коммерческой миссии FLEX на корабле Starship от SpaceX.
Ирина Петрова
Марсоход FLEX компании Astrolab предназначен для транспортировки оборудования и развертывания вспомогательной инфраструктуры на поверхности Луны. Источник: Astrolab
Astrolab намерена создать на Луне сеть электроснабжения и связи. Ее производительность превысит 100 киловатт (кВт) — энергию будут вырабатывать узлы, которые развернут марсоходы FLEX этой компании.
4 ноября был представлен лунный служебный модуль для промышленных нужд (Lunar Utility Module for Industrial Services, LUMIS). Разработчики описывают его как систему, призванную снабжать клиентов, работающих на Луне, энергией, связью и передачей данных.
Демонстрационные узлы LUMIS первого поколения вырабатывают по 2 кВт каждый. В перспективе мощность таких устройств доведут до 20 кВт. На грузовом посадочном модуле можно доставить сразу несколько аппаратов; один марсоход FLEX перевезет их, а затем они будут объединены в сеть мощностью свыше 100 кВт.
По оценке Astrolab, подобная схема даст существенную выработку энергии еще до появления ожидаемых ядерных энергосистем. При этом не придется выполнять нормативные требования и меры безопасности, которые накладываются на ядерные установки.
Данное объявление также показывает, что Astrolab выходит за рамки производства луноходов. Недавно компания представила лунную операционную систему (Lunar Operating System, LUNAR OS): она связывает мобильные системы FLEX с энергетическими, коммуникационными и дата-системами LUMIS, чтобы обеспечить длительные операции с участием людей и роботов.
Луноходы рационально скомпонуют инфраструктуру
Традиционную инфраструктуру доставляют на фиксированную посадочную площадку — узлы LUMIS устроены иначе. После прилунения их можно перемещать по лунной поверхности на десятки километров.
Оборудование будут доставлять марсоходы FLEX от Astrolab — в те точки, где лучше доступ к солнечному свету и где есть покрытие сети связи. Благодаря этому выбор безопасного места посадки перестает быть связанным с размещением оперативной инфраструктуры. В результате за меньшее число полетов на Луну, вероятно, удастся привезти больше оборудования.
Особенно существенна эта разница у южного полюса Луны. Там даже небольшие перепады рельефа способны изменить солнечное облучение и прямую видимость Земли.
Как отмечает Astrolab, сдвиг инфраструктуры всего на 50 метров может увеличить время, когда Земля скрыта тенью, на сотни часов. Либо почти непрерывная видимость Земли сократится примерно вдвое.
Компания выделила соединительный хребет Шеклтона — де Жерлаш как зону, где возможны проблемы со связью. Если разместить узлы LUMIS на возвышенностях массива Малаперт или горы Монс-Мутон, они смогут поддерживать практически непрерывную связь с Землей. При этом видимость хребта, удаленного более чем на 100 километров, сохранится.
Узлы вдоль хребта могли бы передавать данные по межузловым каналам связи. Это дало бы локальное подключение к Wi-Fi и 5G для оборудования и проведения работ.
Первые демонстрационные узлы LUMIS будут иметь скромные характеристики по сравнению с заявленными перспективными параметрами, однако их значение определяется не столько абсолютными цифрами, сколько самой архитектурой развертывания.
Компания намерена отработать на практике полный цикл: доставку оборудования на посадочном модуле, его транспортировку марсоходами FLEX, установку в выбранных точках и объединение отдельных устройств в единую сеть.
Именно этот цикл, а не отдельный аппарат, рассматривается как основной продукт. В случае успеха демонстрации Astrolab получит подтвержденную технологическую схему, которую можно будет масштабировать за счет увеличения мощности каждого узла и количества одновременно развертываемых единиц.
Электроэнергия обеспечивает бесперебойную работу
При разработке LUMIS применяются вертикальная солнечная батарея, аккумуляторы, приемопередатчики, средства беспроводной передачи энергии и бортовые периферийные вычисления.
Система рассчитана на прямую связь с Землей, локальную беспроводную связь и дальнюю связь между объектами. Внутренние резервы энергии позволяют ей работать свыше 400 часов, и все это время она продолжит питать внешние устройства.
Отдельного внимания заслуживает вопрос энергобаланса в условиях лунной ночи. Вертикальная солнечная батарея и аккумуляторные системы рассчитаны на то, чтобы обеспечить работу узла в течение более 400 часов без внешней подпитки.
Для районов южного полюса, где периоды освещенности распределены неравномерно, такая автономность становится критическим параметром. Размещение узлов на возвышенностях позволяет не только продлить время работы солнечных панелей, но и сохранить линию связи с Землей. В этом смысле инженерная задача выбора площадок оказывается не менее важной, чем характеристики самого оборудования.
Среди возможных сфер применения — подзарядка марсоходов, отправка научных данных на Землю и питание оборудования для добычи и переработки местных лунных материалов (in-situ resource utilization, ISRU).
Предоставлять эти возможности в виде услуг Astrolab собирается через LUNAR OS. Клиентам не придется создавать собственную инфраструктуру и обслуживать ее — они будут платить за доступ и использование. Небольшим пользователям предложат общие ресурсы, более крупным — выделенное оборудование.
Перспектива реализации проекта
Концепция предоставления инфраструктуры как услуги меняет экономику лунных миссий. Вместо того чтобы каждый оператор разрабатывал и доставлял собственные источники питания и связи, клиенты смогут арендовать необходимые ресурсы через LUNAR OS.
Для небольших научных групп это снижает порог входа, поскольку отпадает необходимость в собственных энергетических и коммуникационных системах. Для крупных заказчиков предусмотрено выделенное оборудование, что позволяет планировать длительные производственные циклы. Astrolab в этом случае выступает не только производителем техники, но и оператором сервисной сети.
Сроки реализации проекта зависят от готовности транспортной инфраструктуры. Миссия FLEX на борту Starship запланирована на 2028 год, и ее успех определит дальнейший график развертывания. Параллельно компания готовит платформу FLIP к запуску на посадочном модуле Griffin-1 в рамках программы NASA по изучению южного полюса Луны. Эти две линии работ — сервисная сеть LUMIS и мобильные платформы FLEX — дополняют друг друга и формируют основу для долгосрочного присутствия на поверхности.
Если демонстрация подтвердит работоспособность схемы, лунная энергетика может развиваться поэтапно, без ожидания готовности ядерных установок. Сеть из перемещаемых узлов мощностью свыше 100 кВт способна обеспечить питанием научные приборы, средства добычи ресурсов и системы жизнеобеспечения.
При этом модульность конструкции позволяет наращивать мощности по мере роста числа клиентов, а не в рамках единого крупного проекта. Такой подход снижает риски и делает лунную инфраструктуру более гибкой.
Впервые LUMIS планируют задействовать в 2028 году. Это произойдет в рамках ранее анонсированной коммерческой миссии FLEX на борту космического корабля Starship компании SpaceX.
Ранее Astrolab отобрали для создания пилотируемого лунохода в рамках программы NASA «Артемида». Кроме того, компания готовит свою лунную инновационную платформу FLEX (FLIP) к запуску на посадочном модуле Griffin-1 компании Voyager Technologies — он запланирован в рамках миссии NASA к южному полюсу Луны.
