«Бублик» выходит на орбиту

Строго говоря, в заголовке этой статьи должен был бы стоять вопросительный знак, поскольку будет или не будет существовать архитектура невесомости – вопрос спорный. Архитекторы просто не знают пока, пустят ли их в тот самый волшебный мир, где не падают Ньютоновы яблоки. Архитектура невесомости непременно возникнет и будет развиваться лишь при условии, что человек будет способен неограниченно долго жить в невесомости. Если же инженеры будут вынуждены создавать для него искусственную тяжесть, речь может идти лишь о неких модификациях архитектуры и дизайна, которые будут отличаться от земных вариантов тем меньше, чем ближе сумеют инженеры подойти к земной гравитации.

Со времен «эфирных поселений», предложенных К. Э. Циолковским, было выдвинуто немало проектов подобных поселений, чаще всего проектов фантастических. Примером может служить «воздушный город» скульптора Пьера Секеля, облетающий за сутки вокруг земного шара. В этом городе, по мысли автора, должен размещаться центр всемирного управления. «Взвешенный город», парящий над Землей, спроектировал скульптор Кошице. Авторы таких проектов обычно не утруждали себя даже прикидочными энергетическими расчетами, предоставляя инженерам возможность решать, а почему, собственно, все эти фантазии должны летать и не падать.

Однако среди проектов «эфирных поселений» есть и технически обоснованные и даже математически описанные в первом приближении. Наиболее распространенный вариант – это, пожалуй, тороидальная конструкция, попросту говоря – «бублик», и схема с далеко разнесенными, наподобие спортивной штанги, массами, вращающимися вокруг общего центра масс. Существуют различные варианты «бублика» – всевозможные колеса со спицами и осями.

В 1973 году в Принстоне американские ученые рассказывали советским научным журналистам о большом принстонском «бублике». Речь шла об установке для генерации горячей плазмы – прообразе термоядерного котла, по типу советской установки «токамак». За прошедшие с той поры годы в Принстоне родилась идея другого «бублика», в тысячу раз больше термоядерного. Так называемая «принстонская группа О’Нейла» – физики, энергетики, конструкторы – разработала проект долговременной орбитальной станции тороидальной формы, вращающейся вокруг Земли по орбите Луны. «Бублик» диаметром в полтора километра, стоимость которого оценивается в 100 миллиардов долларов, по расчетам принстонской группы, сможет принять на борт около десяти тысяч человек. Помимо научных исследований эти люди будут заняты в различных отраслях производства, эксплуатирующих условия космического пространства (глубокий вакуум, невесомость, температурный перепад), а самое главное – собирать, преобразовывать и транспортировать на Землю в виде коротковолнового излучения солнечную энергию. Вращение «бублика» создаст на его борту искусственную тяжесть, близкую к земной.

В 1975 году был опубликован еще один проект внеземного поселения, удаленного на расстояние около 400 тысяч километров от Земли и Луны и рассчитанного на проживание 10 тысячи человек. Этот «эфирный город» представляет собой цилиндр диаметром в 100 метров и длиной в километр. Вращение вокруг продольной оси со скоростью одного оборота за 21 секунду создаст в нем искусственную гравитацию, близкую к земной. Автор проекта П. Паркер считает, что 98 процентов материалов, необходимых для этого космического строительства, можно будет добыть на Луне, для чего там потребуется создать колонию с населением примерно в две тысячи человек. После окончания строительства они станут первыми жителями «эфирного поселения».

Хочу заметить, что кроме довольно значительных энергетических затрат, которых требует искусственная гравитация, она имеет еще одно отрицательное качество. В своей работе «Космонавт в системе космической навигации» космонавт Е. В. Хрунов и кандидат технических наук Н. Ф. Романтеев подчеркивают, что «эвакуация и применение различных астронавигационных средств в полете требуют от экипажа знания звездного неба и устойчивых навыков выполнения процессов ориентации и навигации с использованием системы управления кораблем». Вращение «бублика» неизбежно будет мешать проведению подобных научных наблюдений, выполняющихся подчас с большой точностью. Рассказы членов экспедиций на орбитальных станциях «Союз» убеждают, какой слаженной и тонкой работы экипажа требуют такие наблюдения, не говоря уже о том, что природа иногда очень ограничивает их сроки. Исследования огромной солнечной вспышки 15 июня 1973 года астронавтом Полем Вейцем во время его полета на «Скайлэбе» длилось всего 3 минуты, из которых минута ушла на то, чтобы навести приборы на участок вспышки. Даже не представляю, каких следящих систем или других технических ухищрений потребуют подобные наблюдения на вращающемся «бублике», и очень сомневаюсь в том, можно ли их будет вообще проводить.

Итак, конструкции с генерацией искусственной силы тяжести в рассмотрении интересующей нас проблемы представляют собой некие переходные варианты от земных условий к невесомости, варианты «облегченного мира», в котором жизнь во внешних ее проявлениях будет более или менее походить на земное существование. При определенной сноровке, потренировавшись, можно будет научиться и ходить, и лежать, и держать все подвижные окружающие предметы в относительном повиновении. Экспедиции «Аполлонов», например, показали, что в облегченном в шесть раз по сравнению с земным лунном мире требуется примерно 20 минут, чтобы научиться ходить и приобрести особую «лунную» осанку, которую медики назвали «позой усталой обезьяны».

Все сказанное об «облегченном мире» космических аппаратов с искусственной гравитацией в той или иной мере справедливо, как легко понять, для Луны и всевозможных поселений на Марсе или спутниках Юпитера. Я убежден, что чудовищные природные условия Венеры и Меркурия все‑ таки не победят всепобеждающего человеческого любопытства и экспедиции землян высадятся на поверхность и этих планет. Однако строительство стационарных поселений на них вряд ли станет делом ближайшего обозримого будущего.

Все названные небесные тела имеют массу меньше массы Земли и являются в этом смысле «облегченными» мирами. Существует опять‑ таки немало более или менее технически обоснованных проектов поселений с учетом природных условий подобных тел. Большинство из них выполнено для Луны. Известный архитектор‑ новатор Поль Мэймон, много работавший над проблемами застройки океанского дна, опубликовал проект лунного города, напоминающего внешне раскрытый веер. Каркас из металлических трубок и предварительно напряженных тросов держит крышу из стальной и пластмассовой ткани. Любопытно решена проблема фундамента, который состоит из мешков стальной ткани, заполненных лунным грунтом.

Архитектор и скульптор Кеннет Снельсон создал проект инопланетного поселения с каркасом из труб и тросов, который придает всей конструкции максимальную жесткость и упругость. «Металлические шары» Снельсона, очевидно, могли бы пригодиться марсианским поселенцам, которых ожидают ураганы и пыльные бури. Советские ученые предложили использовать при строительстве на Луне уже созданные самой природой цирки и кратеры. Накрытые крышей и соединенные между собой подземными (точнее, подлунными) переходами, они могут образовать обширное внеземное поселение. В 1975 году был опубликован проект независимой лунной колонии, разработанный американцами Джоном Доссеем и Гиллермо Тротти. Эта колония, рассчитанная на 200 человек, должна располагаться у кратера Св. Георга, неподалеку от места посадки космического корабля «Аполлон‑ 15». Она представляет собой полузаглубленную в лунный грунт конструкцию с тремя комплексами для старта и посадки космических кораблей. В состав колонии входят ангары и ремонтные мастерские космической техники, научно‑ исследовательские лаборатории, электростанция, фермы для выращивания растений и скота, фабрика для изготовления продуктов, жилые, административные помещения и центр отдыха. Этот проект разработан с учетом сегодняшних возможностей ракетно‑ космической техники и может быть осуществлен в течение десяти лет.

Этот и другие проекты весьма интересны, оригинальны, но все они прочно стоят на фундаменте земной архитектуры. Города под колпаками, замкнутые поселения с искусственным климатом проектировались и для наших земных нужд: например, для полярных областей. Сферы, подобные сферам Снельсона, разработанные его учителем Бакминстером Фуллером, получили очень широкое «земное» распространение^[8]. Строить на далеких небесных телах, конечно, очень трудно, во сто крат труднее, чем в Антарктиде, но все‑ таки мы более или менее можем представить себе, что и как мы будем там строить. Мы уже знаем, хотя бы на примере Луны, что «облегченный мир» – среда весьма специфическая, что природа новых миров весьма «неохотно», «с ленцой» будет подчиняться нашим земным порядкам. Мы понимаем, сколько усилий, сколько изобретательности потребует от архитектора эта интереснейшая работа вне Земли.

Но «облегченный мир» для нас, землян, есть только переходная среда из мира тяжести в мир невесомости. Это переход принципиальный, качественный. Известно, как меняются законы аэродинамики за порогом скорости звука. Тут же ожидают нас перемены более глубокие. Но прежде чем мы переступим этот новый порог, необходимо сделать одну оговорку. Достаточно убрать один замковый камень из арки, чтобы весь свод превратился в руины. Достаточно убрать из этих умозрительных построений лишь одно предположение, а именно: человек может жить в невесомости долго, – как все эти рассуждения также превратятся в словесный мусор. Сегодняшние победы науки и вечная всепобеждающая пытливость человеческого ума позволяют надеяться, что в будущем невесомость уже не сможет диктовать человеку сроки его пребывания в космосе. И вот тогда, только тогда, перед человеком встанет еще одна задача поистине вселенских масштабов. Задача уже не умозрительная, в условиях которой уже не будет спасительных «допустим» и «предположим», задача конкретная и насущная: создать принципиально новую, ни на что не похожую архитектуру невесомости.