Концепції космічного поселення: утопія чи політ наукової думки
Людина пройшла стрімкий шлях розвитку: від життя в печерах, знарядь праці у вигляді палиці і палиці-копача до високих технологій. Однак, попри всі досягнення, людство рухається до неминучого глухого кута.
Зростання населення планети триває, а нафти, газу, кольорових металів, питної води стає все менше. До кінця 21 століття прогнозується населення в 11 мільярдів і вичерпання незамінних ресурсів Землі. За таких умов загине велика частина людства. Вчені шукають вихід із ситуації. Одним з них є створення космічних колоній.
Астероїди, планети і їх супутники багаті ресурсами, вони дають великі можливості для використання сонячної енергії. На них вчені планують створювати поселення. Ще один варіант розміщення — точка Лагранжа. Це певне місце між двома тілами з величезною масою, куди можна помістити невеликий предмет. Вона не буде відчувати ніякого впливу з боку величезних тіл, крім гравітації, яка легко врівноважується відцентровою силою.
Сфера Берналя
Англійський фізик, соціолог Джон Десмонд Бернал, бувши ще й громадським діячем, задумався про проблеми, які чекають людство в майбутньому. Мріючи запобігти зростанню негативних факторів на планеті, він розробив проєкт орбітальної станції, на якій в космосі могли б оселитися від 20 до 30 тисяч осіб. Наукова спільнота познайомилася з роботою в 1929 році.
Проєктна станція має сферичну форму. Її діаметр становить близько 16 кілометрів. Сфера оптимально підходить для балансування зовнішнього і внутрішнього тиску, а також ефективно відбиває сонячне випромінювання, це і визначило вибір вченого. Довгі стрижні, на яких вона кріпиться, є зручним місцем для розміщення електростанцій і наукових модулів. Зовні комплекс схожий на гігантську вершину.
Берналь враховував, що людина не може жити без гравітації: м’язи, в тому числі й серцеві, швидко атрофуються. Гравітацію планувалося створити обертанням сфери навколо своєї осі. Передбачалося, що сила тяжіння буде відрізнятися в деяких областях: ближче до осі вона мінімальна, де люди могли б парити в повітрі. Багатосекційні дзеркала, розташовані над полюсами сфери, дозволили б вловлювати світло і направляти всередину. Для цього були передбачені гігантські прозорі вікна.
Величезні розміри сфери Берналя відкрили б можливості для сільського господарства та наукових досліджень на станції. Розробка була незвичайною для свого часу. Надалі О’Ніл використовував її як основу для наукової діяльності в цій області.
Колонія О’Ніл
Це проєкт створення космічного поселення, розташованого на великій станції. Його розробили вчені під керівництвом американського фізика Джерарда О’Ніла. Вона заснована на теперішніх технологіях. Він характеризується високою вартістю: в цінах 80-х років вона становить 100 мільярдів доларів. Це одна зі складностей її реалізації. Ще одна причина відсутності реалізації пов’язана з відсутністю зручної екологічно чистої системи доставлення товару в населений пункт. Для цих цілей необхідний космічний ліфт (конструкція, розташована на низькій орбіті й з’єднується з Землею тросом, по якому проходить кабіна).
Спочатку О’Ніл запропонував використовувати модифіковану сферу Берналя для поселення. Пізніше він розробив станцію для колонізації космосу у вигляді двох величезних циліндрів (довжиною 32 кілометри, діаметром 8 кілометрів), що обертаються в протилежних напрямках зі швидкістю 40 оборотів на годину. Циліндри з’єднані між собою штоками. При їх обертанні всередині, внаслідок відцентрової сили виникає сила тяжіння. Станція отримала назву Острів III.
Розміщення планується в точці Лагранжа. В якості тіл великої маси, між якими буде розгорнута станція, вибираються Земля і Місяць. Але О’Ніл зазначає у своїй роботі, що для колоній в Сонячній системі можна знайти безліч відповідних місць навіть за межами Плутона.
Всередині колонії передбачається вирощувати їжу для 10 000 осіб. Сонячна енергія буде використовуватися для життя, а також передаватися на Землю. Для цього потрібно побудувати передавальну систему з дзеркал. На думку вчених, вартість станції окупиться вже через десятиліття. Додатковий прибуток буде отримано від космічних досліджень.
У кожному циліндрі планується розмістити шість рівних секцій, що йдуть смугами по всій довжині станції: вікна будуть чергуватися з «землею», на якій будуть розташовуватися будівлі. Із зовнішнього боку вікон передбачається наявність великих дзеркал, призначених для відбиття сонячного світла всередину циліндра. Через повільне переміщення дзеркальних поверхонь буде відбуватися ефект земного дня, через те, що зміниться кут падіння сонячних променів. Ніч буде імітуватися відкриттям дзеркал, при цьому можна буде побачити темне космічне небо. Також вночі зайве тепло буде випромінюватися в космічний простір.
Стенфорд Тор
Проєкт кільцеподібного космічного поселення в 1975 році був запропонований NASA студентами Стенфордського університету. Більш детальний варіант космічної станції у вигляді тора, тобто бублика, представив американський конструктор німецького походження Фернер фон Браун, а також австрійський інженер-ракетник Герман Поточокнік.
Передбачалося, що в торі діаметром 1, 8 кілометра буде проживати 10 тисяч осіб. Обертання навколо своєї осі зі швидкістю один оборот у хвилину призведе до утворення штучної гравітації, еквівалентної земної. Система дзеркал забезпечить приплив сонячного світла.
Згідно з проєктом, в центрі кільця є маточина, яка забезпечує обертання. Від кільця до нього тягнуться «спиці». Усередині вони порожнисті, їх можна використовувати як коридори для переміщення людей до осі обертання (маточина). На нього зручно монтувати нерухомий модуль — місце розташування стикувального обладнання для приймання космічних апаратів. Штучна гравітація тут майже не відчувається.
Житловий простір поміщається всередину тора. Він буде схожий за формою на довгу льодовикову долину, що згинається вгору. Розміри простору дозволять створити штучну екосистему. Щільність проживання буде як в густонаселеному передмісті.
Утопія чи політ наукової думки?
Скептики стверджують, що колонізація космосу нездійсненна, через те, що витрати на утримання людини в космічному просторі занадто високі. Крім того, в цьому нема потреби: людину може замінити автоматика. Але у прихильників цієї точки зору є противники.
Вони посилаються на те, що технології космічної сфери постійно вдосконалюються, а це здешевлює процес освоєння космосу. Вчені прогнозують створення надійного ядерного реактивного двигуна для космічних апаратів в найближчому майбутньому. В результаті час міжпланетних перельотів скоротиться більш ніж в 4 рази, а вантажоперевезення подешевшають. І, можливо, реалізація концепцій колонізації космосу стане ближчою …
