Страница:
В 1991 году программа создания европейского сегмента была серьезно пересмотрена, и некоторые проекты пошли под сокращение. В частности, из программы развития были вычеркнуты французский корабль «Гермес» и, соответственно, немецко-итальянская свободнолетящая платформа «МТФФ».
Когда программа строительства станции «Фридом» зашла в тупик, Британское аэро-космическое объединение «БАЕ» («BAe», «British Aerospace Ltd.») выдвинуло свой, альтернативный, проект Европейской космической станции.
В отличие от проекта «Колумбус», эта станция собиралась из модулей, каждый из которых представлял собой отдельный космический корабль, имеющий свою систему управления, свою двигательную установку и свои солнечные батареи, — схема напоминает принцип организации, использованный на советских станциях типа «Салют» и «Мир».
В качестве средства выведения модулей рассматривалась ракета-носитель «Ариан-5».
Однако и этот проект был в конечном итоге поглощен работой над «МКС».
Космический туризм
В настоящее время одним из перспективных направлений создания орбитальных станций считается строительство туристских космических баз.
Когда я пишу эти строки, информационные агентства всего мира сообщают, что из космоса вернулся второй (после Денниса Тито) космический турист — южноафриканский программист-миллионер Марк Шаттлворт. В настоящее время космические туристы летают на Международную космическую станцию, используя свободное место на кораблях «Союз ТМ», которые служат спасательными и нуждаются в периодической замене (их ресурс составляет всего лишь 180 суток). Однако подобные полеты вызывают серьезные возражения у стран-участниц программы «МКС», ведь неизвестно, как поведет себя взятый со стороны турист и не создаст ли он проблем для работников станции. Поэтому становится актуальной проблема создания на орбите базы, нацеленной именно на туризм.
Так, американская компания «Спейс Айленд Груп» («Space Island Group») рассчитывает слить воедино индустрию, коммерцию и туризм, начав в 2004 году строительство первой из серии частных орбитальных станций для отдыха. Они предложат туристам такие развлечения, как танцы и занятия спортом в частичной невесомости, дистанционно управляемые космические прогулки с «орбитальной медитацией» и возможностью «зарядиться энергией прямо от звезд».
Главным конструктивным блоком коммерческих космических станций станет топливный бак, используемый кораблями «Спейс Шаттл». Сейчас отработанные баки остаются в космосе и со временем входят в плотные слои атмосферы, сгорая в ней. Однако в 70-е годы, когда разрабатывалась программа «Шаттл», их предполагалось использовать в качестве строительных блоков для космических станций.
Минимально модифицировав эти баки, их можно снабдить причалами, позволяющими переходить из одного блока в другой. Космонавты подготовят интерьер, сделав эти модули жилыми, и из пустых баков образуется ряд космических станций.
«Спейс Айленд Груп» рассматривает несколько разных способов превращения отработанных топливных баков в жилые модули. Первая конструкция, названная «Джеоуд» («Geode»), превращает бак в многоэтажную башню со спальнями, рабочими кабинетами и складами. «Geode» могла бы стать базовой станцией и хранилищем топлива для больших станций, которые будут называться «Спейс Айленд». Эти станции состояли из 12–16 баков, образующих тор с одним или более баками в центре.
Предполагается, что 99,5 % воздуха, пищи и воды на станциях можно будет утилизировать, а большую часть продуктов — выращивать и производить прямо на месте. В меню космического отеля, вероятно, будут преобладать куриные и рыбные блюда, а вот говядину и свинину придется привозить с Земли.
Круглые станции будут вращаться со скоростью один оборот в минуту, что создаст искусственную силу тяжести примерно в одну треть земной. Этого достаточно, чтобы преодолеть негативное влияние невесомости и испытать новые ощущения. Партнеры по танцам смогут, избавившись от значительной части земного веса, насладиться необыкновенной легкостью в движениях. А представьте себе, что смогут вытворять гимнасты на брусьях при пониженной гравитации!
Хотя в этих условиях, вероятно, возникнут новые виды спорта. Астронавт Баз Олдрин (второй человек, ступивший на поверхность Луны) смотрит на эту проблему еще шире и дальше, планируя создать цепь космических отелей, курсирующих между Землей и Марсом. В проекте Олдрина участвуют специалисты Массачусетского Технологического института, Университета Пурду и Университета Техаса.
В течение 20 лет три специальных космических корабля, перевозящие по 50 пассажиров за один рейс, наладят постоянное транспортное сообщение между двумя планетами и доставят необходимые материалы для основания и жизни марсианской колонии или организации первичных туров.
Для снижения стоимости восьмимесячного путешествия в качестве движущей силы для космических челноков будет использоваться гравитация солнца, планет и их спутников.
Расчетами занимается группа Джеймса Лонгусски, профессора Аэронавтики и Астронавтики Университета Пурду в Индианаполисе. По его словам, однажды «запущенный» отель будет двигаться почти по инерции. Естественно, для торможения и ускорения будут использоваться имеющиеся на сегодняшний день виды топлива, однако основная нагрузка ляжет на гравитационные взаимодействия.
Однако и российские космические корпорации не хотят упустить своего. 24 августа 2001 года Росавиакосмос, РКК «Энергия» имени Королева и компания «МирКорп» («MirCorp») подписали решение, дающее право «МирКорп» искать инвесторов и заказчиков, а РКК «Энергия» — вести разработку коммерческой посещаемой орбитальной станции под условным названием «Мини Стейшн 1» («Mini Station 1»). Подписи под решением поставили генеральный директор Росавиакосмоса Юрий Коптев, президент и генеральный конструктор РКК «Энергия» Юрий Семенов и президент «МирКорп» Джеффри Манбер. Главная цель строительства станции — осуществление коммерческих полетов в космос и проведение экспериментов по заказу государственных организаций и частных фирм.
В «Энергии» еще с начала 70-х годов прорабатывалась концепция автономных модулей, периодически пристыковывающихся к базе-станции для обслуживания, ремонта и установки новой аппаратуры. Прототипами «Мини Стейшен 1» стали проекты таких модулей, создаваемых для орбитальной станции «19К». Из большого числа этих проектов до стадии летно-конструкторских испытаний был доведен лишь автономный астрофизический модуль «19К-А30» («Гамма»).
«МирКорп» планирует создавать станцию совместно с Росавиакосмосом, с НАСА, ЕСА и другими партнерами по «МКС». На сегодняшний момент обсуждаются эскизные проекты компоновки станции.
«Мини Стейшен 1» включает в себя базовый модуль, транспортные корабли «Союз ТМА» и грузовые корабли «Прогресс Ml».
Базовый модуль предполагается запускать на одной из модификаций ракеты «Союз» с космодрома Байконур. В связи с тем, что еще не принято, на какой ракете и с каким обтекателем будет запущен модуль, не ясны и его геометрические размеры, а также массовые характеристики. Диаметр может изменяться от 2,72 до 3,4 метра, масса — от 7 до 10 тонн. Планируется, что рабочий ресурс составит 15 лет, и станция сможет принимать экспедиции длительностью до 20 суток.
Станция будет иметь возможность длительного автономного полета. Для поддержания ее работоспособности понадобится лишь один пилотируемый «Союз ТМА» и один «Прогресс Ml» в год.
Вероятнее всего, цилиндрическую часть базового модуля создадут на основе вдвое укороченного герметичного отсека коммерческого модуля «Энтерпрайз» («Enterprise»), который вскоре войдет в состав «МКС». Аналог переходного отсека, видимо, будет близок к аналогичному отсеку служебного модуля «Звезда». На его сферической части установят осевой и боковой стыковочные узлы. Отсек может использоваться в качестве шлюзовой камеры. Для этого вместо верхнего (зенитного) стыковочного узла будет стоять крышка для выходов в открытый космос. На конической части переходного отсека, соединяющей «шарик» с жилым отсеком, предусмотрены места крепления научной аппаратуры, рассчитанной на работу в условиях открытого космоса.
Для расширения возможностей станции предлагается поставить ориентируемые, а не жестко закрепленные солнечные батареи. Они аналогичны панелям служебного модуля «Звезда», при запуске укладываются вдоль корпуса, а на орбите разворачиваются в рабочее положение. Их площадь по сравнению с батареями кораблей «Союз» и «Прогресс» будет увеличена почти в 2,5 раза, что позволит устанавливать на «Мини Стейшен 1» целевую аппаратуру с большим энергопотреблением
Станцию планируется вывести на орбиту «МКС». Первоначально, по словам Юрия Семенова, предполагалось, что станция сможет совершать как самостоятельный полет, так и пристыковываться к российскому сегменту «МКС». Однако для этого понадобился бы активный стыковочный узел. Его установка сильно осложняла конфигурацию малой станции, увеличивала массу и, главное, лишала возможности стыковать «Прогрессы» на осевой узел. Близкая к «МКС» орбита позволила бы вдвое сократить число изготавливаемых кораблей «Союз». Совмещение орбит позволяет организовывать одновременно посещение «Мини Стейшен» и замену кораблей-спасателей на «МКС». Для этого «Союз» сначала будет пристыковываться к частной станции, оставаться там две или три недели, а затем осуществлять перелет и стыковку к «МКС». Экипаж посещения оставит свой корабль основному экипажу станции, а свои ложементы перенесет в старый корабльспасатель, на котором вернется на Землю. Пересменка займет всего один-два дня и не помешает экипажу «МКС» в его работе.
Запуск «Мини Стейшен 1» на орбиту при наличии инвесторов в необходимом объеме возможен уже через пять лет.
Должностные лица «МирКорп» не объявили стоимость создания станции, однако некоторые космические издания оценивают ее в 100 миллионов долларов.
Космический туризм как новое явление в нашей жизни вызывает противоречивые отклики у профессионалов. Некоторые даже считают, что такой туризм следует запретить, поскольку занятие космическим извозом миллионеров «позорит нашу державу». Мне же представляется, что это еще одна (и хорошая) возможность поддержать «на плаву» российскую пилотируемую космонавтику, которая в настоящее время занимается исключительно обслуживанием «МКС». Тем из профессионалов, кто сомневается в «чистоплотности» космического туризма, советую перечитать на досуге труды пионеров ракетостроения. Циолковский, Цандер и Королев проложили дорогу в космос не для того, чтобы по ней перемещались гордые одиночки, — космос принадлежит всем.
Когда я пишу эти строки, информационные агентства всего мира сообщают, что из космоса вернулся второй (после Денниса Тито) космический турист — южноафриканский программист-миллионер Марк Шаттлворт. В настоящее время космические туристы летают на Международную космическую станцию, используя свободное место на кораблях «Союз ТМ», которые служат спасательными и нуждаются в периодической замене (их ресурс составляет всего лишь 180 суток). Однако подобные полеты вызывают серьезные возражения у стран-участниц программы «МКС», ведь неизвестно, как поведет себя взятый со стороны турист и не создаст ли он проблем для работников станции. Поэтому становится актуальной проблема создания на орбите базы, нацеленной именно на туризм.
Так, американская компания «Спейс Айленд Груп» («Space Island Group») рассчитывает слить воедино индустрию, коммерцию и туризм, начав в 2004 году строительство первой из серии частных орбитальных станций для отдыха. Они предложат туристам такие развлечения, как танцы и занятия спортом в частичной невесомости, дистанционно управляемые космические прогулки с «орбитальной медитацией» и возможностью «зарядиться энергией прямо от звезд».
Главным конструктивным блоком коммерческих космических станций станет топливный бак, используемый кораблями «Спейс Шаттл». Сейчас отработанные баки остаются в космосе и со временем входят в плотные слои атмосферы, сгорая в ней. Однако в 70-е годы, когда разрабатывалась программа «Шаттл», их предполагалось использовать в качестве строительных блоков для космических станций.
Минимально модифицировав эти баки, их можно снабдить причалами, позволяющими переходить из одного блока в другой. Космонавты подготовят интерьер, сделав эти модули жилыми, и из пустых баков образуется ряд космических станций.
«Спейс Айленд Груп» рассматривает несколько разных способов превращения отработанных топливных баков в жилые модули. Первая конструкция, названная «Джеоуд» («Geode»), превращает бак в многоэтажную башню со спальнями, рабочими кабинетами и складами. «Geode» могла бы стать базовой станцией и хранилищем топлива для больших станций, которые будут называться «Спейс Айленд». Эти станции состояли из 12–16 баков, образующих тор с одним или более баками в центре.
Предполагается, что 99,5 % воздуха, пищи и воды на станциях можно будет утилизировать, а большую часть продуктов — выращивать и производить прямо на месте. В меню космического отеля, вероятно, будут преобладать куриные и рыбные блюда, а вот говядину и свинину придется привозить с Земли.
Круглые станции будут вращаться со скоростью один оборот в минуту, что создаст искусственную силу тяжести примерно в одну треть земной. Этого достаточно, чтобы преодолеть негативное влияние невесомости и испытать новые ощущения. Партнеры по танцам смогут, избавившись от значительной части земного веса, насладиться необыкновенной легкостью в движениях. А представьте себе, что смогут вытворять гимнасты на брусьях при пониженной гравитации!
Хотя в этих условиях, вероятно, возникнут новые виды спорта. Астронавт Баз Олдрин (второй человек, ступивший на поверхность Луны) смотрит на эту проблему еще шире и дальше, планируя создать цепь космических отелей, курсирующих между Землей и Марсом. В проекте Олдрина участвуют специалисты Массачусетского Технологического института, Университета Пурду и Университета Техаса.
В течение 20 лет три специальных космических корабля, перевозящие по 50 пассажиров за один рейс, наладят постоянное транспортное сообщение между двумя планетами и доставят необходимые материалы для основания и жизни марсианской колонии или организации первичных туров.
Для снижения стоимости восьмимесячного путешествия в качестве движущей силы для космических челноков будет использоваться гравитация солнца, планет и их спутников.
Расчетами занимается группа Джеймса Лонгусски, профессора Аэронавтики и Астронавтики Университета Пурду в Индианаполисе. По его словам, однажды «запущенный» отель будет двигаться почти по инерции. Естественно, для торможения и ускорения будут использоваться имеющиеся на сегодняшний день виды топлива, однако основная нагрузка ляжет на гравитационные взаимодействия.
Однако и российские космические корпорации не хотят упустить своего. 24 августа 2001 года Росавиакосмос, РКК «Энергия» имени Королева и компания «МирКорп» («MirCorp») подписали решение, дающее право «МирКорп» искать инвесторов и заказчиков, а РКК «Энергия» — вести разработку коммерческой посещаемой орбитальной станции под условным названием «Мини Стейшн 1» («Mini Station 1»). Подписи под решением поставили генеральный директор Росавиакосмоса Юрий Коптев, президент и генеральный конструктор РКК «Энергия» Юрий Семенов и президент «МирКорп» Джеффри Манбер. Главная цель строительства станции — осуществление коммерческих полетов в космос и проведение экспериментов по заказу государственных организаций и частных фирм.
В «Энергии» еще с начала 70-х годов прорабатывалась концепция автономных модулей, периодически пристыковывающихся к базе-станции для обслуживания, ремонта и установки новой аппаратуры. Прототипами «Мини Стейшен 1» стали проекты таких модулей, создаваемых для орбитальной станции «19К». Из большого числа этих проектов до стадии летно-конструкторских испытаний был доведен лишь автономный астрофизический модуль «19К-А30» («Гамма»).
«МирКорп» планирует создавать станцию совместно с Росавиакосмосом, с НАСА, ЕСА и другими партнерами по «МКС». На сегодняшний момент обсуждаются эскизные проекты компоновки станции.
«Мини Стейшен 1» включает в себя базовый модуль, транспортные корабли «Союз ТМА» и грузовые корабли «Прогресс Ml».
Базовый модуль предполагается запускать на одной из модификаций ракеты «Союз» с космодрома Байконур. В связи с тем, что еще не принято, на какой ракете и с каким обтекателем будет запущен модуль, не ясны и его геометрические размеры, а также массовые характеристики. Диаметр может изменяться от 2,72 до 3,4 метра, масса — от 7 до 10 тонн. Планируется, что рабочий ресурс составит 15 лет, и станция сможет принимать экспедиции длительностью до 20 суток.
Станция будет иметь возможность длительного автономного полета. Для поддержания ее работоспособности понадобится лишь один пилотируемый «Союз ТМА» и один «Прогресс Ml» в год.
Вероятнее всего, цилиндрическую часть базового модуля создадут на основе вдвое укороченного герметичного отсека коммерческого модуля «Энтерпрайз» («Enterprise»), который вскоре войдет в состав «МКС». Аналог переходного отсека, видимо, будет близок к аналогичному отсеку служебного модуля «Звезда». На его сферической части установят осевой и боковой стыковочные узлы. Отсек может использоваться в качестве шлюзовой камеры. Для этого вместо верхнего (зенитного) стыковочного узла будет стоять крышка для выходов в открытый космос. На конической части переходного отсека, соединяющей «шарик» с жилым отсеком, предусмотрены места крепления научной аппаратуры, рассчитанной на работу в условиях открытого космоса.
Для расширения возможностей станции предлагается поставить ориентируемые, а не жестко закрепленные солнечные батареи. Они аналогичны панелям служебного модуля «Звезда», при запуске укладываются вдоль корпуса, а на орбите разворачиваются в рабочее положение. Их площадь по сравнению с батареями кораблей «Союз» и «Прогресс» будет увеличена почти в 2,5 раза, что позволит устанавливать на «Мини Стейшен 1» целевую аппаратуру с большим энергопотреблением
Запуск «Мини Стейшен 1» на орбиту при наличии инвесторов в необходимом объеме возможен уже через пять лет.
Должностные лица «МирКорп» не объявили стоимость создания станции, однако некоторые космические издания оценивают ее в 100 миллионов долларов.
Космический туризм как новое явление в нашей жизни вызывает противоречивые отклики у профессионалов. Некоторые даже считают, что такой туризм следует запретить, поскольку занятие космическим извозом миллионеров «позорит нашу державу». Мне же представляется, что это еще одна (и хорошая) возможность поддержать «на плаву» российскую пилотируемую космонавтику, которая в настоящее время занимается исключительно обслуживанием «МКС». Тем из профессионалов, кто сомневается в «чистоплотности» космического туризма, советую перечитать на досуге труды пионеров ракетостроения. Циолковский, Цандер и Королев проложили дорогу в космос не для того, чтобы по ней перемещались гордые одиночки, — космос принадлежит всем.
Орбитальные города О'Нейла
Прогнозы, высказываемые относительно будущего взаимодействия человечества с остальной частью Солнечной системы, чаще всего состоят в том, что оно будет использовать окружающее космическое пространство в основном тем же способом, который практиковался на Земле. Иными словами, земляне попытаются добывать полезные ископаемые, строить жилые дома, учреждения и стадионы, производить различные изделия на благо людям и путешествовать.
Страстный последователь идеи заселения космоса Дж. О'Нейл из Принстонского университета предложил несколько интереснейших проектов создания крупных космических поселений в ближнем и дальнем космосе. О'Нейл утверждает, что через несколько десятилетий материалы, добытые на Луне, с помощью ускорителей будут транспортироваться в межпланетное пространство и использоваться для постройки огромных космических колоний.
Вот как выглядит космическая колония по О'Нейлу. Система из двух цилиндров диаметром около 7,5 километра находится в непрерывном вращении, что обеспечивает искусственную силу тяжести, равную земной. Внутри станции и на агрокольцах будут выращиваться овощи, фрукты, будет развиваться животноводство. Там же размещены различные промышленные предприятия. Космическая колония станет автономной системой. На ней смогут разместится от 10 тысяч до 20 миллионов человек. Последняя цифра — экологический предел (при этом люди будут жить в высокоэтажных домах и мечтать, как шутливо отмечает О'Нейл, о приусадебном участке: все сельское хозяйство будет перенесено в агрокомплексы).
Стоимость такой космической колонии оценивается учеными Принстонского университета в 100 миллиардов долларов, срок сооружения — от 15 до 20 лет.
Разумеется, О'Нейл и его коллеги понимают, что строительство подобных колоний — дело далекого будущего. Поэтому на первом этапе Принстонская группа предлагает построить две «вечные» станции в либрационных точках орбиты Луны (на 120 градусов от нее в обе стороны). До тех пор, пока существует система Земля — Луна, эти станции останутся на этих местах — частное решение задачи трех тел, сформулированной Ньютоном и решенной Лагранжем. Станции так и предлагалось назвать: первую — «Ньютон», вторую — «Лагранж». Эти станции должны были иметь диаметр около 1,5 километра и вмещать до 10 тысяч человек.
Проект был проработан до эскизных чертежей. Прототип представлял собой станцию диаметром 500 метров с силой искусственной тяжести 1/9 g, численность персонала — 1000 человек. Срок сооружения прототипа — не более 10–12 лет.
Страстный последователь идеи заселения космоса Дж. О'Нейл из Принстонского университета предложил несколько интереснейших проектов создания крупных космических поселений в ближнем и дальнем космосе. О'Нейл утверждает, что через несколько десятилетий материалы, добытые на Луне, с помощью ускорителей будут транспортироваться в межпланетное пространство и использоваться для постройки огромных космических колоний.
Вот как выглядит космическая колония по О'Нейлу. Система из двух цилиндров диаметром около 7,5 километра находится в непрерывном вращении, что обеспечивает искусственную силу тяжести, равную земной. Внутри станции и на агрокольцах будут выращиваться овощи, фрукты, будет развиваться животноводство. Там же размещены различные промышленные предприятия. Космическая колония станет автономной системой. На ней смогут разместится от 10 тысяч до 20 миллионов человек. Последняя цифра — экологический предел (при этом люди будут жить в высокоэтажных домах и мечтать, как шутливо отмечает О'Нейл, о приусадебном участке: все сельское хозяйство будет перенесено в агрокомплексы).
Стоимость такой космической колонии оценивается учеными Принстонского университета в 100 миллиардов долларов, срок сооружения — от 15 до 20 лет.
Разумеется, О'Нейл и его коллеги понимают, что строительство подобных колоний — дело далекого будущего. Поэтому на первом этапе Принстонская группа предлагает построить две «вечные» станции в либрационных точках орбиты Луны (на 120 градусов от нее в обе стороны). До тех пор, пока существует система Земля — Луна, эти станции останутся на этих местах — частное решение задачи трех тел, сформулированной Ньютоном и решенной Лагранжем. Станции так и предлагалось назвать: первую — «Ньютон», вторую — «Лагранж». Эти станции должны были иметь диаметр около 1,5 километра и вмещать до 10 тысяч человек.
Проект был проработан до эскизных чертежей. Прототип представлял собой станцию диаметром 500 метров с силой искусственной тяжести 1/9 g, численность персонала — 1000 человек. Срок сооружения прототипа — не более 10–12 лет.
Астроинженерные сооружения
Проект О'Нейла нашел свое место в ряду других впечатляющих задумок на будущее.
На сегодняшний день известны четыре проекта крупномасштабных космических поселений, называемых также «астроинженерными сооружениями». Среди них — Кольца и Сфера Циолковского. Они состоят из огромного числа точечных поселений-спутников, которые в первом случае (кольца) вращаются вокруг звезды по замкнутым круговым орбитам, «нанизанные» на них, словно бусинки, во втором же — каждый по собственной, не пересекающейся с другими траектории.
Физик из Принстонской группы Ф. Дайсон предположил, что высокоразвитая цивилизация пожелает употребить вещество одной из планет своей системы на то, чтобы окружить свою звезду оболочкой и более полно использовать ее энергию. В этом случае цивилизация может остаться малочисленной и ограничиться своей родной планетой, но в ее распоряжении окажется колоссальное количество энергии, сосредоточенной в так называемой «Сфере Дайсона».
Следующим проектом является «Раковина Покровского», составленная из нескольких сплошных колец Циолковского.
Плоскости вращения колец устанавливают так, чтобы вместе они перехватывали практически все излучение звезды.
Впрочем, в полноценном космическом поселении необходимо соблюдать еще одно условие. В каждом из его жилых уровней должна быть одинаковая сила тяжести и направленная по нормали к пограничной поверхности уровня.
Поскольку поселения находятся в поле притяжения звезды (а чтобы не упасть на нее — вращаются), то они должны строиться по эквипотенциальным поверхностям гравитационноцентробежного поля. Между прочим, в наших домах на Земле полы тоже настилаются по эквипотенциальным поверхностям, а стены возводятся по перпендикулярным к ним силовым линиям гравитационного поля.
Основываясь на этом соображении, инженер Георгий Поляков из Астрахани разработал еще ряд вариантов астроинженерных сооружений. Эквипотенциальное космическое поселение «Кольцо» похоже на кольцо Циолковского, только немного «продавленное» у экватора. Чтобы перехватить все излучение звезды, на кольцо можно надеть две «шапки», оконтуренные силовыми линиями гравитационно-центробежного поля. По ассоциации назовем такое поселение «Фонариком». В оболочке «Фонарика» могут быть отверстия. В этом случае он вполне оправдает свое название — станет как бы вращающимся маяком, по его свету начнут сверять курс космические корабли.
На размеры эквипотенциальных поселений существенные ограничения накладывают законы сопромата. Даже в том случае, если поселение будет сделано из очень прочного на разрыв материала — алмаза, центробежное ускорение, равное земной силе тяжести, выдержит кольцо радиусом не более 928 километров. Ясно, что звезду таким поселением не окружить. Впрочем, центробежное ускорение можно выбрать и намного меньшим. Тогда и предельный радиус кольца увеличится.
Тем не менее для крупных звезд подобный вид космического поселения, судя по всему, неприемлем. «Кольца» и «Фонарики» могут размещаться только вокруг звезд небольших размеров — красных карликов.
Разумеется, все эти проекты выглядят более чем фантастично.
Гораздо более вероятно, что человечество будет строить космические поселения не вокруг звезд, а возле планет выбранной звездной системы. Попробуем представить, как они могут выглядеть.
Космическое поселение «Снежинка» состоит из большого числа городов-спутников, связанных радиальными транспортными магистралями (которые могут достигать поверхности планеты). «Карусель», наоборот, собрана из городов-спутников, соединенных кольцевыми магистралями. В структуре космического поселения «Ожерелье» имеются и радиальные, и кольцевые связки. Первым этапом создания подобной системы спутников станет «Маятник» — орбитальная станция, которая находится на стационарной орбите и связана с космическим телом (планетой или астероидом) своеобразной лифтовой трубой.
Несомненно, любопытна и «Груша» (ее можно было бы назвать также «Матрешкой»). Она повторяет эквипотенциальную поверхность системы двух астероидов.
Идея астроинженерных сооружений приводит нас к логическому выводу: если где-то существует цивилизация, намного опередившая земную, следовательно, она строит астроинженерные сооружения, которые можно было бы обнаружить обычными методами по определенным признакам.
Например, космические поселения типа «сферы Дайсона» — по мощному инфракрасному излучению от их оболочек.
Если космические поселения или какие-либо коллекторы излучения улавливают энергию звезды и таким образом поддерживают температуру своей среды обитания выше абсолютного нуля, скажем на уровне 300°К, характерном для поверхности Земли, то они должны испускать инфракрасное излучение.
Итак, мы вполне можем надеяться зарегистрировать такие цивилизации по инфракрасному излучению их космических поселений. Однако имеется серьезная трудность. Даже беглый обзор инфракрасного излучения неба позволяет без труда выявить несколько инфракрасных источников с температурой около 300°К. При анализе очень быстро выяснилось, что почти все эти источники лежат в областях современного звездообразования. Это оказались формирующиеся звезды, окутанные газопылевым коконом. Как и сфера Дайсона, пылевая оболочка кокона нагревается лучами центрального светила и становится инфракрасным источником с комнатной температурой.
Тем не менее ученые не теряют надежды. Несколько лет назад был запущен американский спутник «IRAS», работавший в инфракрасном диапазоне. Он обнаружил около двухсот тысяч совершенно неизвестных к тому времени инфракрасных объектов.
Специалисты Российского астрокосмического центра (М. Ю. Тимофеев, Н. С. Кардашев и В. Г. Промыслов) проанализировала так называемый «IRAS-каталог» с целью отобрать из него объекты, которые можно было бы интерпретировать как гигантские космические поселения.
А буквально на днях поступило сообщение: Лаборатория реактивного движения Калифорнийского университета США получила контракт на создание прибора, способного взглянуть на ранние этапы развития Вселенной. Хотя специалисты НАСА предпочитают пока не сообщать подробностей, этот прибор под названием «МИИ» («МII» — сокращение от «Mid-Infrared Instrument») можно быть использовать и для поиска «сфер Дайсона». «МИИ» будет принимать излучение в средней части инфракрасного диапазона. Поиски внеземных цивилизаций продолжаются…
На сегодняшний день известны четыре проекта крупномасштабных космических поселений, называемых также «астроинженерными сооружениями». Среди них — Кольца и Сфера Циолковского. Они состоят из огромного числа точечных поселений-спутников, которые в первом случае (кольца) вращаются вокруг звезды по замкнутым круговым орбитам, «нанизанные» на них, словно бусинки, во втором же — каждый по собственной, не пересекающейся с другими траектории.
Физик из Принстонской группы Ф. Дайсон предположил, что высокоразвитая цивилизация пожелает употребить вещество одной из планет своей системы на то, чтобы окружить свою звезду оболочкой и более полно использовать ее энергию. В этом случае цивилизация может остаться малочисленной и ограничиться своей родной планетой, но в ее распоряжении окажется колоссальное количество энергии, сосредоточенной в так называемой «Сфере Дайсона».
Следующим проектом является «Раковина Покровского», составленная из нескольких сплошных колец Циолковского.
Плоскости вращения колец устанавливают так, чтобы вместе они перехватывали практически все излучение звезды.
Впрочем, в полноценном космическом поселении необходимо соблюдать еще одно условие. В каждом из его жилых уровней должна быть одинаковая сила тяжести и направленная по нормали к пограничной поверхности уровня.
Поскольку поселения находятся в поле притяжения звезды (а чтобы не упасть на нее — вращаются), то они должны строиться по эквипотенциальным поверхностям гравитационноцентробежного поля. Между прочим, в наших домах на Земле полы тоже настилаются по эквипотенциальным поверхностям, а стены возводятся по перпендикулярным к ним силовым линиям гравитационного поля.
Основываясь на этом соображении, инженер Георгий Поляков из Астрахани разработал еще ряд вариантов астроинженерных сооружений. Эквипотенциальное космическое поселение «Кольцо» похоже на кольцо Циолковского, только немного «продавленное» у экватора. Чтобы перехватить все излучение звезды, на кольцо можно надеть две «шапки», оконтуренные силовыми линиями гравитационно-центробежного поля. По ассоциации назовем такое поселение «Фонариком». В оболочке «Фонарика» могут быть отверстия. В этом случае он вполне оправдает свое название — станет как бы вращающимся маяком, по его свету начнут сверять курс космические корабли.
На размеры эквипотенциальных поселений существенные ограничения накладывают законы сопромата. Даже в том случае, если поселение будет сделано из очень прочного на разрыв материала — алмаза, центробежное ускорение, равное земной силе тяжести, выдержит кольцо радиусом не более 928 километров. Ясно, что звезду таким поселением не окружить. Впрочем, центробежное ускорение можно выбрать и намного меньшим. Тогда и предельный радиус кольца увеличится.
Тем не менее для крупных звезд подобный вид космического поселения, судя по всему, неприемлем. «Кольца» и «Фонарики» могут размещаться только вокруг звезд небольших размеров — красных карликов.
Разумеется, все эти проекты выглядят более чем фантастично.
Гораздо более вероятно, что человечество будет строить космические поселения не вокруг звезд, а возле планет выбранной звездной системы. Попробуем представить, как они могут выглядеть.
Космическое поселение «Снежинка» состоит из большого числа городов-спутников, связанных радиальными транспортными магистралями (которые могут достигать поверхности планеты). «Карусель», наоборот, собрана из городов-спутников, соединенных кольцевыми магистралями. В структуре космического поселения «Ожерелье» имеются и радиальные, и кольцевые связки. Первым этапом создания подобной системы спутников станет «Маятник» — орбитальная станция, которая находится на стационарной орбите и связана с космическим телом (планетой или астероидом) своеобразной лифтовой трубой.
Несомненно, любопытна и «Груша» (ее можно было бы назвать также «Матрешкой»). Она повторяет эквипотенциальную поверхность системы двух астероидов.
Идея астроинженерных сооружений приводит нас к логическому выводу: если где-то существует цивилизация, намного опередившая земную, следовательно, она строит астроинженерные сооружения, которые можно было бы обнаружить обычными методами по определенным признакам.
Например, космические поселения типа «сферы Дайсона» — по мощному инфракрасному излучению от их оболочек.
Если космические поселения или какие-либо коллекторы излучения улавливают энергию звезды и таким образом поддерживают температуру своей среды обитания выше абсолютного нуля, скажем на уровне 300°К, характерном для поверхности Земли, то они должны испускать инфракрасное излучение.
Итак, мы вполне можем надеяться зарегистрировать такие цивилизации по инфракрасному излучению их космических поселений. Однако имеется серьезная трудность. Даже беглый обзор инфракрасного излучения неба позволяет без труда выявить несколько инфракрасных источников с температурой около 300°К. При анализе очень быстро выяснилось, что почти все эти источники лежат в областях современного звездообразования. Это оказались формирующиеся звезды, окутанные газопылевым коконом. Как и сфера Дайсона, пылевая оболочка кокона нагревается лучами центрального светила и становится инфракрасным источником с комнатной температурой.
Тем не менее ученые не теряют надежды. Несколько лет назад был запущен американский спутник «IRAS», работавший в инфракрасном диапазоне. Он обнаружил около двухсот тысяч совершенно неизвестных к тому времени инфракрасных объектов.
Специалисты Российского астрокосмического центра (М. Ю. Тимофеев, Н. С. Кардашев и В. Г. Промыслов) проанализировала так называемый «IRAS-каталог» с целью отобрать из него объекты, которые можно было бы интерпретировать как гигантские космические поселения.
А буквально на днях поступило сообщение: Лаборатория реактивного движения Калифорнийского университета США получила контракт на создание прибора, способного взглянуть на ранние этапы развития Вселенной. Хотя специалисты НАСА предпочитают пока не сообщать подробностей, этот прибор под названием «МИИ» («МII» — сокращение от «Mid-Infrared Instrument») можно быть использовать и для поиска «сфер Дайсона». «МИИ» будет принимать излучение в средней части инфракрасного диапазона. Поиски внеземных цивилизаций продолжаются…
Глава 18 «ЗВЕЗДНЫЕ ВОЙНЫ»
Для того чтобы построить хотя бы один космический город, подобный описанному О'Нейлом, необходимы усилия всего человечества. Если же Земля поделена на сверхдержавы, борющиеся за мировое господство, вряд ли удастся реализовать даже самый простой из тех масштабных проектов, которые я описал в предыдущей главе. Тем более что всегда хватало и сейчас хватает людей, искренне желающих и сам космос сделать новым полем боя.
Система ПРО: первый этап
Успешный пуск первой советской межконтинентальной баллистической ракеты «Р-7» в августе 1957 года инициировал целый ряд военных программ в обеих державах. Соединенные Штаты сразу после получения разведданных о новой русской ракете начали создание системы воздушно-космической обороны Североамериканского континента и разработку первого противоракетного комплекса «Найк-Зевс», оснащенного антиракетами с ядерными боеголовками (о нем я уже писал в главе 13).
Использование антиракеты с термоядерным зарядом существенно снижало требование по точности наведения.
Предполагалось, что поражающие факторы ядерного взрыва антиракеты позволят обезвредить боевую часть баллистической ракеты, даже если она будет удалена от эпицентра на два-три километра. В 1962 году с целью определения влияния поражающих факторов американцы провели серию испытательных ядерных взрывов на больших высотах, но вскоре работы над системой «Найк-Зевс» были прекращены.
Однако в 1963 году начались разработки системы противоракетной обороны следующего поколения — «Найк-Икс» («Nike-X»). Требовалось создать такой противоракетный комплекс, который был способен обеспечить защиту от советских ракет целого района, а не единичного объекта. Для поражения боеголовок противника на дальних подступах была разработана ракета «Спартан» («Spartan») дальностью полета 650 километров, оснащенная, ядерной боеголовкой мощностью 1 мегатонна. Заряд такой огромной мощности должен был создать в пространстве зону гарантированного поражения нескольких боеголовок и возможных ложных целей.
Испытания этой антиракеты начались в 1968 году и продолжались три года. На случай, если часть боеголовок ракет противника преодолеет пространство, защищаемое ракетами «Спартан», в состав системы ПРО включались комплексы с противоракетами «Спринт» («Sprint») — меньшей дальности. Противоракету «Спринт» предполагалось использовать как главное средство защиты ограниченного числа объектов. Она должна была поражать цели на высотах до 50 километров.
Авторы американских проектов ПРО 60-х годов реальным средством уничтожения боеголовок противника считали только мощные ядерные заряды. Но изобилие снабженных ими антиракет не гарантировало защиту всех оберегаемых районов, а в случае их использования грозило радиоактивным загрязнением всей территории США.
В 1967 году началась проработка зональной ограниченной системы ПРО «Сентинел» («Sentinel»). В ее комплект входили все те же «Спартан», «Спринт» и две РАС: «PAR» и «MSR». К этому времени в США стала набирать силу концепция противоракетной обороны не городов и промышленных зон, а районов базирования стратегических ядерных сил и Национального центра управления ими. Система «Сентинел» была срочно переименована в «Сейфгард» («Safeguard») и модифицирована в соответствии со спецификой решения новых задач.
Первый комплекс новой системы ПРО (из намеченных двенадцати) был развернут на ракетной базе «Гранд Форкс».
Однако некоторое время спустя решением американского Конгресса и эти работы были прекращены как недостаточно эффективные, а построенный комплекс ПРО законсервирован.
СССР и США сели за стол переговоров об ограничении систем противоракетной обороны, что и привело к заключению Договора о ПРО в 1972 году и подписанию протокола к нему в 1974 году.
Казалось бы, проблема исчерпана. Но не тут-то было…
Использование антиракеты с термоядерным зарядом существенно снижало требование по точности наведения.
Предполагалось, что поражающие факторы ядерного взрыва антиракеты позволят обезвредить боевую часть баллистической ракеты, даже если она будет удалена от эпицентра на два-три километра. В 1962 году с целью определения влияния поражающих факторов американцы провели серию испытательных ядерных взрывов на больших высотах, но вскоре работы над системой «Найк-Зевс» были прекращены.
Однако в 1963 году начались разработки системы противоракетной обороны следующего поколения — «Найк-Икс» («Nike-X»). Требовалось создать такой противоракетный комплекс, который был способен обеспечить защиту от советских ракет целого района, а не единичного объекта. Для поражения боеголовок противника на дальних подступах была разработана ракета «Спартан» («Spartan») дальностью полета 650 километров, оснащенная, ядерной боеголовкой мощностью 1 мегатонна. Заряд такой огромной мощности должен был создать в пространстве зону гарантированного поражения нескольких боеголовок и возможных ложных целей.
Испытания этой антиракеты начались в 1968 году и продолжались три года. На случай, если часть боеголовок ракет противника преодолеет пространство, защищаемое ракетами «Спартан», в состав системы ПРО включались комплексы с противоракетами «Спринт» («Sprint») — меньшей дальности. Противоракету «Спринт» предполагалось использовать как главное средство защиты ограниченного числа объектов. Она должна была поражать цели на высотах до 50 километров.
Авторы американских проектов ПРО 60-х годов реальным средством уничтожения боеголовок противника считали только мощные ядерные заряды. Но изобилие снабженных ими антиракет не гарантировало защиту всех оберегаемых районов, а в случае их использования грозило радиоактивным загрязнением всей территории США.
В 1967 году началась проработка зональной ограниченной системы ПРО «Сентинел» («Sentinel»). В ее комплект входили все те же «Спартан», «Спринт» и две РАС: «PAR» и «MSR». К этому времени в США стала набирать силу концепция противоракетной обороны не городов и промышленных зон, а районов базирования стратегических ядерных сил и Национального центра управления ими. Система «Сентинел» была срочно переименована в «Сейфгард» («Safeguard») и модифицирована в соответствии со спецификой решения новых задач.
Первый комплекс новой системы ПРО (из намеченных двенадцати) был развернут на ракетной базе «Гранд Форкс».
Однако некоторое время спустя решением американского Конгресса и эти работы были прекращены как недостаточно эффективные, а построенный комплекс ПРО законсервирован.
СССР и США сели за стол переговоров об ограничении систем противоракетной обороны, что и привело к заключению Договора о ПРО в 1972 году и подписанию протокола к нему в 1974 году.
Казалось бы, проблема исчерпана. Но не тут-то было…
«Звездные войны»: рождение мифа
23 марта 1983 го да президент США Рональд Рейган, выступая с обращением к своим соотечественникам, сказал:
«Я знаю, что все вы хотите мира. Хочу его и я.[…] Я обращаюсь к научному сообществу нашей страны, к тем, кто дал нам ядерное оружие, с призывом направить свои великие таланты на благо человечества и мира во всем мире и дать в наше распоряжение средства, которые сделали бы ядерное оружие бесполезным и устаревшим. Сегодня в соответствии с нашими обязательствами по договору о ПРО и признавая необходимость более тесных консультаций с нашими союзниками, я предпринимаю первый важный шаг.
Я отдаю распоряжение начать всеобъемлющие и энергичные усилия по определению содержания долгосрочной программы научных исследований и разработок, которая положит начало достижению нашей конечной цели устранения угрозы со стороны стратегических ракет с ядерными зарядами.
Это может открыть путь к мерам по ограничению вооружений, которые приведут к полному уничтожению самого этого оружия. Мы не стремимся ни к военному превосходству, ни к политическим преимуществам. Наша единственная цель — и ее разделяет весь народ — поиск путей сокращения опасности ядерной войны».
«Я знаю, что все вы хотите мира. Хочу его и я.[…] Я обращаюсь к научному сообществу нашей страны, к тем, кто дал нам ядерное оружие, с призывом направить свои великие таланты на благо человечества и мира во всем мире и дать в наше распоряжение средства, которые сделали бы ядерное оружие бесполезным и устаревшим. Сегодня в соответствии с нашими обязательствами по договору о ПРО и признавая необходимость более тесных консультаций с нашими союзниками, я предпринимаю первый важный шаг.
Я отдаю распоряжение начать всеобъемлющие и энергичные усилия по определению содержания долгосрочной программы научных исследований и разработок, которая положит начало достижению нашей конечной цели устранения угрозы со стороны стратегических ракет с ядерными зарядами.
Это может открыть путь к мерам по ограничению вооружений, которые приведут к полному уничтожению самого этого оружия. Мы не стремимся ни к военному превосходству, ни к политическим преимуществам. Наша единственная цель — и ее разделяет весь народ — поиск путей сокращения опасности ядерной войны».