Ученый Сибирского государственного индустриального университета (СибГИУ) Виктор Корнеев разработал и запатентовал буровзрывную технологию ведения горных работ в космических условиях: на Луне и Марсе. По словам ученого, разработанная технология не имеет ближайших аналогов в мире.
Основная идея технологии заключается в использовании природных полостей и пещер (лавовых трубок) на поверхности небесных тел, сформировавшихся в эпоху вулканической активности, для размещения в них научных и производственных баз. Это позволит значительно упростить техническую реализацию проектов по колонизации небесных тел.
Сеть лавовых трубок способна обеспечить комфортную среду для функционирования научных и производственных баз: без резких перепадов температуры, с низким уровнем радиации и естественной защитой от метеоритов. Так, при колебании температуры на поверхности Луны от +127 ˚С днем до –173 ˚С ночью, температура в лавовых трубках постоянна и составляет порядка –20 ˚С.
Использование лавовых трубок позволить снизить энергетические затраты на поддержание постоянной температуры в модулях базы и устранит циклические термические нагрузки на строительные материалы, обусловленные суточным перепадом температуры.
Чтобы получить патент на способ проведения штольни на Луне и Марсе, изобретателю потребовалось обосновать техническую возможность осуществления взрыва в таких условиях. Ученый предложил использовать для проведения взрывных работ тротиловую шашку оригинальной конструкции.
«Достоинством тротила является безопасность транспортировки вследствие невысокой чувствительности к удару. Однако он имеет существенный недостаток — низкую температуру плавления, порядка 80 ˚С. Из-за этого он может расплавиться с ростом дневной температуры на поверхности небесных тел, вследствие чего взрывная шашка потеряет свою форму, а в условиях вакуума (а на Луне вакуум) тротил может даже дезинтегрировать на молекулы. Чтобы не допустить этого, было решено создать вокруг тротиловой шашки специальную оболочку», — пояснил Виктор Корнеев, доцент кафедры открытых горных работ и электромеханики СибГИУ.
Он подчеркнул, что оптимальным временем для детонации разработанного взрывного устройства будет утро лунного дня или вечер, когда температура не достигает 80 ˚С, но при этом выше 0 ˚С. Для бурения горной породы в космических условиях ученым была предложена специальная буровая установка, созданная на базе бурильных машин, установленных на отечественных космических станциях «Луна-16» и «Луна-20».
Ученый также активно занимается созданием новых конструкций горного инструмента для горнодобывающей промышленности Кузбасса. При испытаниях в шахтах опытный образец продемонстрировал свое преимущество перед серийными аналогами: бурил быстрее и работал дольше. Ключевая особенность резца — геометрия его лезвий: они выполнены в форме эллипсообразного овала Кассини. За счет этого резец хорошо забуривается в горную породу и меньше затупляется в процессе бурения, так как у него нет зубьев.
«Оптимальную форму лезвия мы стали искать еще несколько лет назад. Совместно с наставником, ученым СибГИУ Леонидом Дворниковым, стартовали с идеи сделать резец определенной формы, который будет бурить с наименьшими энергетическими затратами», — рассказал Виктор Корнеев.
Напомним, что Сибирский государственный индустриальный университет — участник научно-образовательного центра мирового уровня «Кузбасс». Создание и развитие научно-образовательных центров идет в рамках национального проекта «Наука и университеты», реализуемого Минобрнауки России. Сегодня центры объединяют 36 субъектов Российской Федерации.