1 Характеристика Луны
1.1 Общие сведения о Луне
• Луна – это единственный естественный спутник Земли.
• Луна является наиболее близким к Солнцу спутником планеты, поскольку у Меркурия и Венеры нет спутников.
• Луна состоит из коры, верхней, средней и нижней мантий и ядра.
• Поверхность Луны покрыта реголитом – смесью тонкой пыли и скалистых обломков, образующихся в результате столкновений метеоритов с лунной поверхностью.
• Русское наименование Луна восходит к праславянскому «светлая». Греки называли спутник Земли Селеной, древние египтяне – Ях (Иях), вавилоняне – Син.
• Атмосфера Луны крайне разрежена, в ней присутствуют следы водорода, гелия, неона и аргона.
1.2 Физические характеристики Луны
• Луна – пятый по размеру спутник Солнечной системы.
• Температура поверхности Луны колеблется от ?173 °C ночью до +127 °C в подсолнечной точке. Температура пород на глубине 1 метр постоянна и равна ?35 °C.
• Средний радиус Луны составляет 1737,1 километра, то есть примерно 0,273 радиуса Земли.
• Площадь поверхности Луны составляет 3,793*107кв. км.
• Средняя плотность Луны составляет 3,3464 грамм на кубический сантиметр.
• Ускорение свободного падения на Луне равно 1,62 метра на секунду в квадрате (0,165 g).
• Масса Луны равна 7,3477*1022килограмм.
1.3 Луна как спутник Земли
Луна — естественный спутник Земли, всегда обращенный к планете одной стороной (другая, дальняя сторона, называется «темной»). Расстояние от Земли до Луны — 384 467 километров. На данный момент это единственный объект (кроме Земли) в Солнечной системе, на котором побывал человек. Происхождение Луны связывают с наличием еще одной планеты в Солнечной системе — Тейи. По разным догадкам, однажды Тейя врезалась в Землю, в результате чего легкие материалы «выплеснулись» в космос и образовали Луну, а также пояс астероидов. Колонизация Луныменее предпочтительна, чем колонизация Марса по причине малого разнообразия полезных ископаемых и низкой гравитации.
2 Колонковое бурение
Колонковое бурение скважин является одним из самых старых методов. На сегодняшний день он мало распространен, так как при таком способе бурения используется забойный инструмент малого диаметра. Его диаметр может составлять максимум 150 мм, то есть скважина получится узкой. Это ограничивает возможности по оборудованию скважин, делает практически невозможной установку фильтров диаметром, который соответствовал бы водоподъемному оборудованию.
Коло?нковое бурение— вид быстровращательногобурения, при котором разрушение породы происходит по кольцу, а не по всей площади забоя. Внутренняя часть породы в видекерна, при этом, сохраняется. Данная разновидность бурения является одним из основных технических средств разведки месторождений твердых полезных ископаемых.
Применяют при бурении крепких пород. Породы большой крепости бурят дробовыми илиалмазнымикоронками, порода средней крепости — победитовыми,вольфрамитовымикоронками, породы небольшой крепости —стальнымибурильными коронками. При этом производят промывку забоя скважины (водой или глинистым раствором).
Колонковое бурение имеет большое преимущество перед другими способами бурения, давая из выбуриваемой породы керны—столбики пород ненарушенной структуры. Для этого керн периодически заклинивают, отрывают от забоя и поднимают на поверхность.
Особенности колонкового бурения:
• из скважины извлекают керны;
• возможность бурения под различными углами к горизонту, в породах любой твердости и устойчивости;
• малый диаметр скважины при её большой глубине;
• применение относительно легкого оборудования.
Инструменты для колонкового бурения:
• коронка;
• колонковая труба;
• тройной переходник;
• шламовая труба;
• колонна бурильных труб
• промывочный сальник.
Для спускоподъемных операций применяют различные ключи, элеваторы и подкладные вилки.
Коронки представляют собой короночные кольца, изготовленные из трубных заготовок, в рабочий конец которых вставлены резцы из твердых сплавов или алмазы. Верхняя часть короночного кольца имеет наружную правую трапецеидальную резьбу, а её внутренняя поверхность расточена на конус.
3 Разработка конструкции роботизированного комплекса для осуществления колонкового бурения в условиях Луны
Для изучения состава горных пород Лунной коры, на первоначальной стадии, возможно применение различных методов:
1. геофизические исследования,
2. бурение разведочных скважин с отбором керна, с последующими геофизическими исследованиями уже непосредственно в скважине,
3. разработка горных выработок (шурфы, канавы).
Бурение скважин - один из важнейших этапов в процессе освоения Лунной поверхности. Во время бурения скважины происходит отбор образцов Лунного грунта – керна, и анализ выбуренной горной породы – шлама. Отбор керна позволит дать точное описание состава горных пород поверхности луны. По результатам бурения возможно произвести оценку физико-механических свойств Лунного грунта.
