Дома во Вселенной

Люди сегодня живут в космосе месяцами. Зачем это нужно? Что они там делают? Как устроен дом на орбите? Кто первым его придумал?.. Обо всем этом мы сейчас и поговорим.

Мечты о «звездных поселениях»

«Звезда КЭЦ» — такое сокращение придумал наш известный писатель-фантаст Александр Беляев. Он назвал так одну из своих повестей, в которой описал путешествие с Земли на орбитальную космическую станцию, носящую имя Константина Эдуардовича Циолковского — калужского учителя, много сделавшего в начале прошлого века для популяризации самой идеи изучения окружающего планету космического пространства с помощью ракет, спутников и космических станций.

В 1920 году он написал и напечатал на свои собственные средства книжку «Вне Земли», в которой попытался представить, как может протекать жизнь будущих колонистов в космосе. Слова «космонавт» в ту пору попросту не было — его придумали лишь много десятилетий спустя. Однако при всем уважении к основоположнику российской космонавтики справедливости ради нужно сказать, что не он первый сказал «А». Всех сумел опередить американский священник Эдвард Эверетт Хейл. В 1869–1870 годах в четырех номерах ежемесячного журнала «Атлантика» был напечатан его фантастический роман «Кирпичная луна».

Так он назвал огромный навигационный спутник, который должен был вращаться вокруг Земли по круговой орбите на высоте 6500 м, помогая штурманам на морях-океанах правильно определять координаты своих кораблей. «Кирпичная луна будет вечно обращаться вокруг Земли на своей постоянной орбите, на благо всем мореплавателям», — писал Хейл.

^{К. Э. Циолковский}

Через девять лет «запустил» орбитальную станцию и известный всем французский фантаст Жюль Верн в своем очередном произведении «500 миллионов бегумы».

Впрочем, если бы сегодня кто-нибудь попытался составить каталог всех фантастических романов, повестей и рассказов, в которых «построены» орбитальные станции, он был бы наверняка толще этой книжки. Однако фантазии эти оставались не более чем сказками до тех пор, пока К. Э. Циолковский не создал свою теорию «эфирных поселений».

Константин Эдуардович вовсе не ратовал за межпланетные полеты. Во всяком случае, он, в отличие, скажем, от Ф. А. Цандера, считал колонизацию планет вовсе не такой уж важной проблемой. Прежде всего, он предлагал людям заселять космическое пространство. Циолковский прямо пишет: «Многие воображают себе небесные корабли с людьми, путешествующими с планеты на планету, постепенное заселение планет и извлечение отсюда выгод, какие дают земные обыкновенные колонии. Дело пойдет далеко не так.

…Население планеты живет на ней только частью, — пояснял он дальше свою мысль, — большинство же, в погоне за светом и местом, образуют вокруг нее — вместе со своими машинами, аппаратами, строениями — движущийся рой, имеющий форму кольца, вроде кольца Сатурна, только сравнительно больше».

Для строительства своих «эфирных поселений» Циолковский предлагал использовать материал планет и астероидов. Сами же поселения будут, по его мысли, образовывать целые ожерелья, которые протянутся на миллионы километров в окрестностях Солнца.

Константин Эдуардович рассказывает в своих работах и о методах такого внеземного строительства. По его мнению, как ожерелье нанизывается из бусин, так и «эфирные поселения» будут состоять из отдельных станций-модулей, постепенно связываемых вместе.

Каждая такая станция будет строиться и проверяться на Земле. А потом — целиком или отдельными частями — доставляться на орбиту грузовыми ракетами. И уже здесь будет производиться окончательная сборка.

Часть поверхности станции должна быть прозрачной, полагал Циолковский. В освещаемых солнечными лучами оранжереях будут расти всевозможные растения. Они будут служить не только для питания людей, но и очищать атмосферу, а также утилизировать отходы жизнедеятельности.

Все помещения станции должны быть изолированы друг от друга с помощью герметически закрывающихся дверей-люков, полагал Константин Эдуардович. В этом случае повреждение одного помещения в результате аварии или, например, столкновения с метеоритом не вызовет разгерметизации всей станции. Люди смогут быстро покинуть поврежденную часть, перейдут в другие помещения, закрыв за собой люки. А уже потом, одетые в скафандры, вернутся к поврежденному отсеку для ремонта.

Циолковский даже предвидел, что невесомость, царящая на орбите, будет не помощницей, а скорее помехой для нормальной жизни космонавтов-колонистов. Поэтому он предлагал раскручивать хотя бы отдельные модули, заменяя тем самым силу притяжения центробежной, имитируя искусственную тяжесть.

Многие из идей Константина Эдуардовича нашли потом воплощение в реальных конструкциях, хотя сам основоположник нашей космонавтики и признавал, что его разработки еще далеки от идеала, представляют собой не законченную картину, а, скорее всего, лишь наброски, этюды к ней.

Одним из самых активных единомышленников К. Э. Циолковского был в конце 20-х годов ХХ века Герман Ноордунг. Впрочем, в истории ракетной техники следует с большой осторожностью причислять тех или иных первооткрывателей к «последователям» и «единомышленникам». Хронологическое первенство Циолковского вовсе не означает, что все учились у него. Большинство единомышленников даже не подозревали о существовании калужского учителя, никогда не читали написанных им статей и книг. Полагаю, что Ноордунг в их числе.

Кстати сказать, возможно, что человека с таким именем и вообще не существовало. Историк ракетной техники Вилли Лей считает, что Ноордунг — это псевдоним, за которым скрывается австриец Поточник. Зачем ему нужно было скрывать свое имя? Да очень уж несерьезным делом, по мнению многих, он занимался: мечтал о будущих космических полетах, проектировал орбитальную станцию… И это в то время, когда и автомобиль с самолетом считались еще транспортной экзотикой.

Тем не менее в 1929 году Ноордунг выпустил в Берлине книгу, которая называлась «Проблема путешествия в мировое пространство». В ней он предлагал создать над Землей орбитальную обсерваторию для астрономических наблюдений, изучения природы космического пространства и земной поверхности, а также в качестве базы для подготовки межпланетных экспедиций.

По мысли Ноордунга, такая конструкция должна состоять из трех связанных между собой проводами и воздушными шлангами частей.

Во-первых, необходима необитаемая машинная станция: здесь огромное параболическое зеркало концентрирует солнечную энергию, превращая ее в электрическую, а также служит для связи обсерватории с Землей с помощью радио- и световых сигналов.

Второй частью орбитальной станции послужит жилое колесо — «бублик» диаметром в 30 м, вращающийся вокруг центральной оси. Вращение создает в пассажирских каютах, расположенных по периметру «бублика», искусственную тяжесть. В ступице колеса — еще одно параболическое зеркало — котельная небесного дома. От ступицы к ободу отходят лифт и две криволинейные спицы, внутри которых Ноордунг нарисовал смешную лестницу, по которой шагают человечки.

И наконец, собственно обсерватория расположена в цилиндрическом отсеке со множеством иллюминаторов.

Ноордунг считал, что монтаж обсерватории должен вестись прямо на орбите из конструкции и материалов, доставляемых ракетами с Земли. Монтажники и ремонтники будут выходить в открытый космос, и для этого предусматриваются воздушные шлюзы, точно такие, какие рисовал Циолковский.

Оба мечтателя, кстати, порой до удивительного сходятся в описании деталей космического быта. Скажем, Ноордунг полагал, что «без силы тяжести нельзя ни стоять, ни сидеть, ни лежать. Зато спать можно в любом положении». С этим вполне согласен и Циолковский.

Одновременно в книге Ноордунга есть некоторые очень точные замечания, которых нет у других пионеров космонавтики. Он, например, пишет о том, как трудно будет людям на станции умываться. «Совершенно придется отказаться от мытья и купания в обычной форме, — сообщает он. — Возможно только обтирание при помощи губок, мокрых полотенец, простыней и т. п.». Как вы знаете, именно увлажненные салфетки и полотенца были в обиходе экипажей советских и американских космических кораблей.

Или вот другой интересный пример: «…Важные группы мускулов вследствие продолжительного их неиспользования ослабнут и не станут служить, когда жизнь снова должна будет происходить в нормальных условиях тяготения, например, после возвращения на Землю». Что делать в таких случаях? У Ноордунга есть ответ и на этот вопрос. «Вполне вероятно, — пишет он, — что этому можно было бы с успехом противодействовать систематическими упражнениями мускульной системы»…

Кроме работ Циолковского, Ноордунга в истории космонавтики зафиксировано и немало других проектов, чаще всего фантастических. Примером может служить «воздушный город» французского дизайнера и скульптора Пьера Секеля. В этом городе, по мысли автора, должен размещаться центр всемирного управления.

«Взвешенный город», парящий над Землей, спроектировал чешский фантаст Кошице. Причем он, как и авторы других «смелых» проектов, не утруждал себя даже прикидочными энергетическими расчетами, предоставив инженерам решать: а почему, собственно, подобные города должны летать и не падать?

Впрочем, среди проектов «эфирных поселений» есть и технически обоснованные. Скажем, в 1948 году англичане Смит и Росс спроектировали станцию в виде огромного круглого зеркала на длинной ручке. Вогнутое поворотное зеркало собирает солнечные лучи, энергия которых путем несложных преобразований превращается в электрическую энергию. В неподвижной ручке находятся жилые помещения и причалы для космических кораблей.

Типичные представители чистых «бубликов» — станция, спроектированная известным ученым-баллистиком и популяризатором космонавтики, эмигрантом из России А. А. Штерфельдом, долгое время жившим во Франции, и военное космическое поселение с гарнизоном в 300 человек, которое предложил в 1953 году еще один эмигрант, немец Вернер фон Браун, автор первой баллистической ракеты Фау-2, который после разгрома гитлеровцев работал в США. У Брауна, в отличие от Штерфельда, «бублик» имеет шарообразную ступицу и две спицы.

Кстати, подобный макет орбитальной станции «бубличного типа» в 70-х годах демонстрировался на ВДНХ СССР в Москве. На длинной ступице, соединенной тремя спицами с «бубликом», помещались и солнечная электростанция, и обсерватория, и причалы для космических кораблей.

Примерно в это же время, а точнее в 1976 году, были опубликованы результаты предварительных расчетов «эфирного поселения», которые провели американские исследователи. Они выяснили, что «бублик» массой в 500 тысяч т, делая один оборот в минуту, сможет создать для своих обитателей искусственную гравитацию, примерно в 10 раз меньшую, чем земная. За счет уменьшения количества азота, допускается снижение давления до 0,5 атмосферы. Предполагалось, что в таком космическом городе будет жить до 10 тысяч человек. Чтобы им было чем питаться, более 450 тысяч кв. м отводилось под посевы зерновых и овощей. Предусмотрены были и фермы для домашних животных, и аквариумы для рыбы.

Впрочем, мечты мечтами, но пора было ведь и дело делать? И тут выяснилось, что «бублик» — вовсе не единственно возможная форма будущих орбитальных станций. В 1962 году инженеры американской фирма «Норт Америкен Авиэйшн» справедливо подсчитали, что транспортировка в космос искривленных деталей конструкций «бублика» не совсем удобна: их довольно трудно сложить компактно. Тогда вместо округлого тора они предложили цилиндрические отсеки, которые замыкаются в шестиугольник. «Бублик» стал как бы угловатым. А вскоре другая аэрокосмическая фирма «Локхид» решила вообще отказаться от «бублика». Представьте себе гигантскую букву «Ф», только «плечики» у этой буквы не полукруглые, а прямоугольные. Если вращать ее вокруг центральной палочки-оси, в «плечиках» будет создаваться искусственная гравитация.