Дома на орбите: пути, ведущие к заселению космоса

Развитие цивилизации говорит нам, что рано или поздно мы не сможем обойтись без космической индустрии и выйдем за пределы Земли. Более того, возможно, будущее человечества зависит от заселения Вселенной. Поэтому некоторые частные компании уже теперь разрабатывают суборбитальные системы, способные доставлять туристов к воображаемой границе космического пространства. Однако наши амбиции на этом не заканчиваются. Гораздо более сложным, но еще более привлекательным шагом является вывод космического туризма на орбиты. Логичным подходом, по-видимому, являются коммерческие космические отели, которые со временем могут эволюционировать от небольших модульных станций до сложных самодостаточных и частных жилых комплексов.

Фото: http://photo.socium-a.ru/

Описанные планы требуют чрезвычайно большого количества запусков ракет и умения строить в космосе большие, сложные и в то же время функциональные сооружения. Наверное, нам не обойтись без космической добычи и производства материалов на Луне или других объектах, близких к Земле. Большая часть вышеперечисленного необходима для создания первой настоящей человеческой колонии в космосе.

Способы обитания в космосе

В 1970-х годах Герц К. О'Нил из Принстона с помощью Исследовательского центра Эймса НАСА и Стэнфордского университета провел два очень интересных исследования, которые подтвердили точку зрения о возможности создания на орбите Земли «городов» длиной до одного километра. Вращающиеся конструкции появились в популярной литературе с 19 века. Ими занимались Константин Циолковский, Герман Оберт и Джон Десмонд Бернал, которые первыми научно описали подобные здания. По сей день мы знакомы с таким понятием, как «сфера Бернала» (см. «Мегаконструкция над Землей»), и именно эта работа вдохновила О'Нила, который разработал несколько проектов вращающихся космических островов.

Среди прочего, его концепции показали, что космос – хорошее место для дальнейшего развития цивилизации. Однако с тех пор прошло почти 40 лет, и мы не особо продвинулись в этом направлении. В любом случае, О'Нил в конечном итоге создал для НАСА три крупных исследования, названных островами. Один остров можно представить как вращающуюся сферу диаметром 512 м по линиям сферы Бернала. Команда НАСА в сотрудничестве со Стэнфордским университетом позже модифицировала исследование, предложив альтернативную версию, известную как Стэнфордский тор 1975 года. Второй остров также образует круговую структуру, но значительно крупнее: в среднем он имеет размеры более 1,5 км.

Третий остров – самый амбициозный, мы его знаем больше как цилиндр О'Нила. Он состоит из двух вращающихся друг относительно друга торов длиной до 32 км и диаметром 6,5 км. Каждый из них разделен на шесть сегментов одной и той же области, но вращается с разной скоростью для достижения оптимальных условий для различных видов деятельности, выполняемых в помещении. Три сегмента включают прозрачные окна, гарантирующие смену дневного и ночного режима. Внешняя часть используется для сельского хозяйства, а в середине находится промышленная часть с минимальной гравитацией для специальных производственных процессов. Остальное – это жилая площадь с большим количеством зелени и мест досуга.

Реализация описываемой конструкции страдающего манией величия потребовала бы огромного количества сырья и денег. Поэтому автор предложил финансировать его за счет продажи электроэнергии, произведенной в космосе, и рекомендовал добывать необходимые ресурсы на Луне, а затем и на какой-нибудь околоземной планете. О'Нил выдвинул гипотезу о местонахождении комплекса в Лагранже или точках опоры в системе Земля-Луна.

Фото: https://hightech.fm/

Хотя сегодняшняя концепция является более или менее утопической идеей, нельзя исключать, что однажды такие здания действительно вырастут. Ни НАСА, ни Джерард О'Нил не намеревались построить комплекс, а собирались собрать доступные цифры и идеи, оценить человеческие возможности, сделать экономические выводы и оценить техническую осуществимость. Подобные работы дают нам видение, которое может захватить наше воображение и заставить задуматься.

Мегаконструкция над Землей

Ирландский ученый Джон Десмонд Бернал наиболее известен как автор так называемой сферы Бернала – мегаконструкции на орбите Земли, рассчитанной на длительное проживание до 30 000 человек. Конструкция создана в 1929 году и представляет собой систему сферических и кольцевых образований, вращающихся вокруг центральной оси. Описанное решение гипотетически позволяет создать устойчивую систему с относительно небольшим диаметром.

НАСА использовало этот принцип в своих собственных космических «островных» проектах, возглавляемых физиком Джерардом К. О'Нилом в 1970-х годах. А совсем недавно данная идея была задействована при проектировании колонии Калпана-Уан, названной в честь покойного астронавта Калпана Чавла. Также подобные конструкции часто появляются в фильмах или научно-фантастических романах.