Космическая геометрия: города на орбите

День космонавтики может закончиться, но стремление людей вырваться за пределы земного притяжения и попробовать найти себе место в безднах космоса не закончится никогда. Как и желание рассказывать об этом. Портал Arendator.ru подготовил обзор самых необычных проектов, которые по мысли их авторов, призваны были открыть дорогу к появлению поселений за пределами нашей планеты.

О том, как создать пригодный для жизни город в космическом пространстве люди начали думать задолго до первого полета в космос. Первым, кто начал об этом думать, был Константин Циолковский. По его мнению, со временем тысячи землян расселятся кольцевидным «эфирным поселениям», которые будут неспешно вращаться вокруг своей оси. В начале XX века это выглядело чересчур экстравагантно и получило общественного интереса.

Если для Циолковского космические города были только мечтой, то его младший современник словенец Герман Поточник подошел к делу более основательно. Он подготовил чертеж и дал техническое обоснование проекту. Графическое изображение обитаемого космического аппарата, несмотря на весь свой футуристический контекст, напоминало страницу из средневекового гороскопа. Тем не менее в практичности Поточнику нельзя было отказать. Он аккуратно распределил по внешнему радиусу кольца жилые модули, нашел место для энергонератора и обсерватории, предусмотрел удобные внутренние коммуникации. Далеко не все авторы подобных проектов выступали за кольцевидную форму. Так британский физик (и большой друг Советского Союза, к слову) Джон Десмонд Бернал разработал модель космической сферы, наполненной воздухом. В поперечнике она должна была достигать 16 км и вмещать 30 тыс. человек. Это как в Можайске или в «Тушино – 2018».

Свою концепцию для поселений в космосе предложил в 1952 году и Вернер фон Браун – сумрачный германский гений, создатель серии ракет «Фау», которыми нацисты обстреливали британские города, штурмбаннфюрер СС (впрочем, это звание было абсолютно формальным), находившийся под надзором Гестапо. Он достался американцам после войны в качестве живого трофея и вместе с группой других немецких ученых был перевезен в США (операция «Скрепка»). Там фон Браун курировал лунную программу. Сконструированная им ракета-носитель «Сатурн-5» доставила корабль «Аполлон-11» на окололунную орбиту. А что было дальше вы знаете. Такой человек меньше всего заслуживал репутации мечтателя и прожектера. Соответственно, когда он выступил с предложением построить орбитальный «космический городок», к этому отнеслись весьма серьезно. Жилое пространство на объекте задумывалось в виде замкнутого кольцевидного коридора, от которого отходили многочисленные помещения с различным функционалом.

Апофеозом концепции фон Брауна (и Поточника) можно считать так называемый «Стэнфордский тор», предложенный студентами Стэнфордского университета во время летнего практикума 1975 г. в NASA. Тор в данном случае – не марвеловский персонаж, у которого сложные отношения с женщинами и ударным оружием, а геометрическая фигура, объемное кольцо, похожее на пончик или бублик. Студенты предложили, чтобы этот «пончик» диаметром 1,8 км крепился шестью спицами-коридорами (15 м в диаметре) к центральной оси. Делая один оборот за минуту, система могла бы воспроизводить земную гравитацию. А значит, открывалась вести полноценную сельскохозяйственную деятельность, разбить сады и обустроить фермы. В итоге должно было получиться что-то вроде закольцованного густонаселенного пригорода. Аппарат такого типа можно увидеть в фильме «Интерстеллар».

Параллельно со «Стэнфордским тором» выдвигались другие чрезвычайно интересные концепции. Преподаватель из Принстона Джерард О’Нилл подготовил серию проектов, каждый из которых назывался «Остров». Он был убежден, что «для колоний найдется очень много удобных мест в Солнечной системе». О’Ниллу нравилась идея Берналла о космических городах-сферах. Требовалось только внести поправку в масштабы. И ученый предложил ограничиться 512-метровой сферой. Этого пространства хватило бы для комфортного проживания 1 тыс. человек. Комфорт во многом определялся гравитацией. Совершая два неполных оборота за минуту, сфера воспроизводила бы в этом плане земные условия. Часть внутреннего «Острова I» предполагалось выделить для ведения сельского хозяйства. Затем О’Нилл решил усовершенствовать свою идею и увеличить сферу (она получила название «Остров II») более чем в три раза. При грамотной планировке внутреннего пространства это позволило бы обеспечить космическим жильем уже 140 тыс. человек (столько сегодня живет в Кисловодске, Коломне или Одинцово).

Взгляды О’Нилла продолжали эволюционировать. В 1974 г. в журнале Physics Today вышла его публикация, в которой указывалось, что для космического поселения наиболее предпочтительной была бы форма цилиндра. Эту мысль профессор развил в свое книге «Высокий фронтир: колонии людей в космосе». Само слово «фронтир» выбрано неслучайно. Фронтиром в XIX веке называли бескрайние пространства «Дикого Запада», которые только предстояло освоить американцам. Космос становился как бы новым «Диким западом» – пространством, наполненным в равной мере большими опасностями и великими возможностями, заповедником авантюр. Такой авантюрой, безусловно, был «Остров III». Этот проект представлял собой два гигантских цилиндра диаметром 8 км и длиной 32 км. Вдоль цилиндров располагались полосы с окнами. Кроме того, предусматривались «сельскохозяйственные кольца» диаметром 32 км, блок спутниковых антенн и промышленный блок. Система должна была делать 28 оборотов в час, чтобы поддерживать привычную для землян гравитацию. Однако в центральной оси, где резервировалось место для рекреационной зоны, гравитация планировалась нулевой. Поскольку снабжение поселения с Земли было непомерно дорогим, О’Нилл предлагал построить для решения этой задачи базу на Луне, оснащенную электромагнитными катапультами.

Идеи принстонского профессора нашли преданного сторонника в лице основателя компании Amazom Джеффа Безоса. Выступая в мае 2019 г. на презентации космического «грузовика» Blue Moon lander, он поделился своим сценарием по заселению космоса. Это была прекрасная визионерская проповедь. Основным структурным элементом космической колонизации, по словам Безоса, должны стать гигантские цилиндрические объекты, содержащие идеально сбалансированные и настроенные экосистемы. В них будут гармонично сочетаться сельское хозяйство, транспортная инфраструктура и городская застройка. В знак почтения к выдающемуся ученому Безос назвал их «колонии О’Нилла». Это настоящие утопические миры, Рай из иеговистских брошюр. Даже климат в них будет идеален – как на гавайском острове Мауи в лучший его день. В цилиндрах появятся реплики исторических земных городов (таких, как Флоренция) и небывалые формы застройки. Архитектура, избавленная от необходимости создавать убежища (жителям колоний не грозит даже дождь), получит полную свободу, плоды которой трудно вообразить. Миллиардер настаивает, что в создаваемых мирах хватит места для триллиона жителей. Эксперты сразу заговорили о том, что Безос выдвинул идею с космическими колониями в пику Илону Маску, который намерен осваивать Марс. Но если Маск полон решимости воплотить свой план при жизни, Безос признает, что воплощение его проекта – удел поколений, которые будут жить в далеком будущем.

Евгений Ляпин