Какое благодарное поле для строителя — свободное от тяжести безвоздушное пространство! Ничто не мешает архитектору небесного дома претворять в жизнь свои проекты. Вот где можно создавать необыкновенные, сказочные дворцы из «Тысячи и одной ночи». Вот где можно построить город-дом, который сам собою, без всяких усилий с нашей стороны, будет вечно путешествовать в межзвездных просторах.
Однако такие города — дело весьма и весьма отдаленного будущего. Обратимся к не столь далекому будущему и поговорим о первом шаге к богатствам Солнца и тайнам неба — об острове во вселенной. Как его устроить — этот вопрос занимал уже многих ученых. В разных странах в разное время появляются проекты станций вне Земли.
Конструкторы внеземных станций должны обеспечить жителям искусственной планетки привычное ощущение тяжести. Для этого, как мы знаем, станцию надо заставить вращаться.
Если жилое помещение расположить на расстоянии пятидесяти метров от центра вращения, то двух оборотов в минуту будет достаточно, чтобы воцарилась примерно такая же тяжесть, как на Луне. Головокружения при такой скорости еще нечего бояться. Вращения же в пустоте, вдали от планет добиться не трудно, нужно только дать станции начальный толчок.
Один конструктор предлагает сделать станцию двойной: из шара и груши. Шар, полый внутри, — основная часть всего острова. В нем находятся служебные помещения, мастерские, лаборатории. «Груша» же — своего рода противовес. Соединенные друг с другом длинным тоннелем, они вращаются вокруг общего центра массы. И в жилых помещениях развивается искусственная тяжесть, близкая к земной. В шаре тяжести практически нет, там легко установить гигантский телескоп и оборудовать астрономическую обсерваторию.
Другой конструктор решает построить станцию, похожую на гигантское автомобильное колесо, диаметром примерно в тридцать метров. В ободе колеса, разделенном на отсеки-каюты, живут люди, чувствуя себя «как дома» на Земле: вращение создает привычную тяжесть. Гелиоустановка и обсерватория находятся вне станции. Они витают поблизости, связанные со станцией лишь электропроводкой и воздушными шлангами.
Можно соединить жилое колесо и гелиоустановку: тогда с одной стороны колеса будет находиться зеркало, собирающее солнечные лучи.
Шар, цилиндр, колесо по отдельности и вместе повторяются в проектах станций, как набор деталей из детского конструктора. На эскизах можно увидеть целые «пачки» цилиндров и конусов, изумляющие своей величиной шары, настоящее подобие планеты, колеса размером с астероид.
Быть может, когда полеты за атмосферу станут такими же привычными, как ныне рейсы воздушных кораблей, строители внеземных станций получат ничем не ограниченную свободу в создании небесных городов. Сейчас же за каждый килограмм груза, поднимаемого ракетой и освобождаемого ею из-под власти Земли, надо слишком дорого расплачиваться.
Хорошо, если все необходимое для постройки уже заброшено в мировое пространство. В пустоте не найдешь стройматериалов. Вероятно, в будущем научатся использовать для этой цели астероиды, маленькие планетой, которых много между орбитами Марса и Юпитера. Возможно, найдут что-нибудь подходящее и на Луне. А пока надо рассчитывать на взятое с Земли.
Один инженер в поисках наиболее удобного для перевозки и постройки материала остановился на… натрии. Мягкий, как масло, блестящий, легкий, он мало похож на обычный металл. Натрий боится воды и воздуха. Так обстоит дело на Земле. Иначе за атмосферой, при температуре, близкой к абсолютному нулю. Воды и воздуха там нечего бояться.
Мягкий натрий там не уступил бы по твердости стали. Есть пластмассы прочные и очень легкие. Достижения химии пластических масс дают инженеру новые материалы с таким сочетанием свойств, которое способно удовлетворить самого прихотливого заказчика.
Прочность и легкость, стойкость против всяких воздействий, простота обработки — недаром о пластмассах говорят как об одном из самых перспективных материалов современной техники.
Так, может быть, из пластмассы — прочной, как металл, прозрачной, как стекло, не пропускающей, словно фильтр, вредные лучи, а также тепло и холод, поддающейся обработке после нагрева, как воск, — будут строить станцию и ее части.
При постройке здания для жизни в мировом пространстве необходимо многое предусмотреть.
Не так-то просто, например, выйти из помещения станции или войти в него. Вокруг — пустота, и воздух не замедлит уйти наружу. Поэтому придется, как и на ракете, устроить особенные двери. Их будет две, внутренняя и наружная, которые отделят герметически закрытую камеру-шлюз от остального помещения.
Житель небесного острова надевает скафандр и входит в шлюз. Закрывается внутренняя дверь, откачивается воздух, и только после этого можно выходить в пустоту. Наоборот, придя из безвоздушного пространства, необходимо предварительно наполнить камеру шлюза воздухом и открыть внутреннюю дверь.
Вращение станции, нужное для получения искусственной тяжести, создает вместе с тем и известные неудобства. Нельзя наблюдать небо, которое будет постоянно казаться вращающимся. Неудобно прицеплять кабели и проводку или причаливать к помещению, если оно крутится, как волчок.
Обсерваторию надо или вынести отдельно, или для удобства наблюдений использовать стробоскопические приспособления к телескопам.
Оптическая система с вращающимися зеркалами позволила бы наблюдать небо, ставшее как бы неподвижным.
Немаловажно обеспечить устойчивость станции в пространстве. И этим вопросом уже сейчас занимаются ученые, обсуждающие проблему искусственного спутника. Наша Земля — тоже межпланетная станция, но огромной массы, и потому на движении ее не отражается происходящее на поверхности земного шара. Другое дело — крохотная искусственная планетка. Тут масса человека уже может быть заметна, особенно если станция относительно невелика.
Кроме того, Солнце, Луна и Земля своим притяжением будут действовать на станцию, стремясь изменить ее движение, «сбить» с пути или даже разрушить. Вспомним про кольцо Сатурна: по-видимому, под действием притяжения планеты один из спутников слишком близко подошел к ней и рассыпался на мелкие куски. Если изменится орбита искусственного спутника, он может в конце концов упасть на Землю.
Рационально распределив массу небольшой станции, можно сделать более устойчивым ее положение в пространстве. Ю. В. Кондратюк, например, предложил построить такое небесное тело из четырех отдельных частей, соединенных фермами. Большой станции менее опасны нарушения устойчивости. Достаточно прочная внеземная станция сможет противостоять действию разрушающих сил. Наконец, у нее будет возможность, если понадобится, выправить свое движение, — запасные ракетные двигатели помогут в этом.
Чтобы станция могла поворачиваться и сохранять правильную ориентировку в пространстве, можно установить двигатели с массивными маховиками. Вращение тяжелого ротора вызовет поворот спутника в обратную сторону. Гироскопические приспособления позволят отдельным помещениям и частям сохранять выбранное положение по отношению к Солнцу или наблюдаемому участку неба.
Как видим, проблема создания внеземной станции очень сложна. Недаром некоторые ученые считают ее труднейшей задачей, которая когда-либо стояла перед человеком. И, тем не менее, наука и техника в состоянии ее решить.
Главная трудность в строительстве станций — доставка частей и сборка из них сооружений в мировом пространстве. Эта проблема остается пока нерешенной. И над ней надо еще много потрудиться.
Можно предположить, например, что в качестве строительных элементов будут использоваться сами ракеты, достигшие круговой скорости. Шары-кабины, цилиндры-топливные баки — все пойдет в дело. Так собирают стандартные дома, пользуясь крупными блоками, панелями, заранее подготовленными узлами.
Кабины переоборудуют в жилые помещения, лаборатории, обсерваторию, соединят друг с другом переходами. Из корпусов нескольких ракет построят оранжерею, топливные оклады. По частям смонтируют солнечную силовую установку.
Один из проектов внеземной станции.
Одна за другой взлетят ракеты, чтобы достигнуть скорости, превращающей их в спутников нашей планеты. Из ракет постепенно вырастет небесный остров. Соединившись в кольцо, они образуют первый пояс станции, затем к нему примкнет второй, третий… Получится гигантский цилиндр, растущий в длину.
По оси цилиндра установят трубу — своеобразный ракетодром: к ней будут причаливать, из нее будут стартовать ракеты.
Цилиндр повернут застекленным основанием к Солнцу, и яркие солнечные лучи освещают оранжерею. На внутренних стенках, на тонких сетках — слой почвы с посаженными в нее растениями. И людям и растениям нужна искусственная тяжесть. Станция вращается, в жилом поясе, в оранжерее не приходится кувыркаться — пол под ногами, растения растут, как им полагается, вытягиваясь внутрь цилиндра.
Около станции находятся гелиоустановки, связанные с ней проводами. Зеркало с автоматической наводкой на Солнце, в фокусе — трубка, паровой котел; по другую сторону, в тени — змеевик, турбина и генератор тока. Ток по проводам идет на станцию; когда нужно — освещает и греет, питает приборы и механизмы, в которых работает электричество.
Рядом со станцией — астрономическая обсерватория: помещение для наблюдателей и телескоп, который можно наводить на любую точку неба. Обсерватории не нужно вращаться, она свободно поворачивается так, как нужно наблюдателям. Гироскоп помогает сохранять выбранное ими положение. Маленькие ракетки служат для сообщения в окрестностях станции — с гелиоустановками, обсерваторией. Ракеты побольше курсируют на Землю и обратно, перевозя грузы и людей. Радио, световой телеграф, внутренний телефон несут службу связи.
Так, может быть, будет выглядеть станция в космосе. Конечно, это лишь один из возможных проектов. Есть проекты, рассчитанные на более отдаленное будущее, когда не потребуется жесткой экономии и строительным материалом послужат не ракеты, а части, взятые с Земли.
Допустим, станция сконструирована так, что ее легко собрать из ракет, ставших спутниками планеты. Тепло, свет, воздух, пища, энергия — всем этим она обеспечена. Налажена связь с Землей, оборудована обсерватория, созданы условия для работы людей за атмосферой. Однако, если конструктору и удалось решить труднейшую задачу постройки острова во вселенной, он не может считать свою миссию выполненной до конца. Перед ним возникнет грозная проблема: как уберечь станцию от метеоров? Метеорная опасность для нее более велика, потому что размеры станции, а значит, и вероятность встречи с метеором больше, чем у ракеты. К тому же станция неповоротлива, ей трудно, практически невозможно маневрировать.
Как быстро исправлять повреждения, не допуская утечки воздуха, и как правильно разделить станцию на отсеки, изолированные друг от друга, подобно трюму корабля, — вот еще одна важнейшая задача строителя станции вне Земли.
Чтобы все это решить, понадобится не только инженерное искусство, но и прежде всего знание врага, от которого придется защищаться. Известно, где и когда летят метеоры в окрестностях нашей планеты. В мировом пространстве есть области, насыщенные метеорами, и области, где их мало. Проследив пути метеорных потоков, можно выбрать наименее опасное место, наиболее правильный путь для внеземной станции. Заатмосферная ракетная разведка должна предшествовать выбору орбиты искусственной планеты, которая может быть спутником Земли, а возможно, и спутником Солнца, полноправным членом солнечной системы.
Помещение на внеземной станции.
Вероятно, сначала будет создана небольшая заатмосферная станция-автомат, облетающая на большой высоте именно нашу планету. Небольшая — значит, менее видная мишень для метеоров. Автоматическая — значит, безлюдная, которой не страшна утечка воздуха. Разумеется, авария механизмов, приборов, радиостанции при попадании небесного камешка — вещь неприятная. Бронирование жизненно важных частей, резервные приборы и детали взамен вышедших из строя ослабят возможность аварий, увеличат срок службы спутника.
Когда искусственная планета будет сооружена, диковинные картины откроются перед путешественниками, приближающимися к острову в небе.
Издали покажется, что какая-то яркая небывалая звезда загорелась в солнечной системе. Есть во вселенной такие удивительные звезды, которые пульсируют, дышат, светят то ярче, то слабее. И эта тоже то вспыхивает, как огонек электросварки, то меркнет, словно посылает кому-то таинственные телеграфные сигналы. Но вот мигающая звездочка все ближе… И сплошное сияние пропадает, разделяется на несколько огней. Так распадается звездное скопление на отдельные звезды. Один особенно сильный огонек, вспыхивающий и гаснущий, более заметен. Другие, послабее, окружают его с разных сторон. Стоит приблизиться, и предстает перед глазами удивительное сооружение, витающее в мировом пространстве и поражающее своей необычной формой. Оно напоминает гигантский волчок. Стержнем его служит огромный цилиндр, опоясанный массивным кольцом и причудливо изогнутым, вроде чашечки диковинного цветка, металлическим зеркалом. Множество других построек, поменьше, как наросты, прилепились к нему со всех сторон: тут и небольшие цилиндрические выступы с полусферами на концах, и диск, и трубы, и фермы. Все скопление этих геометрических тел, связанных воедино, медленно вращается вместе с зеркалом вокруг продольной оси, и перед нашим взором проплывают, как на карусели, освещенные изнутри кольцо и цилиндр.
Около них по бокам укреплены решетчатые антенны радиолокаторов и антенна радиотелескопа.
Локаторы служат не только для изучения планет — по радиолучу держат курс на станцию ракетные корабли.
Заглянув внутрь через прозрачные полусферы, заканчивающие с обеих сторон ось волчка, можно увидеть приборы, по которым безошибочно узнаешь — здесь работают физики и астрономы.
А если посмотреть вблизи сквозь прозрачное дно цилиндра — сплошной коридор зелени откроется глазу до самого конца небесной оранжереи. Это живое напоминание о Земле, о ее цветущих садах, о растениях, без которых человек не был бы сыном Солнца, как сказал Тимирязев.
Внутри кольца находится небесная гостиница. Через иллюминатор видна внутренность комнаты, отдаленно напоминающей одноместное купе комфортабельного экспресса. Обитые кожей стенки, легкая мебель, плафоны электрических ламп — ничего лишнего, каждый метр площади использован экономно. Вот большое помещение — кают-компания, библиотека, вот полностью электрифицированная кухня, ванная.
Каюты и другие комнаты разместились по кругу. Вращение кольца создает в них привычную земную тяжесть.
Над жилым кольцом расположено энергетическое сердце внеземной станции. Оно дает во все ее уголки электрическую энергию.
Перенесемся теперь в другой конец станции. Там обнаружим мы «причал», к которому пристают ракетные корабли. Там же — воздушный шлюз, передняя, где происходит переход из безвоздушного пространства внутрь острова.
Сюда прибывают ракеты на станцию с грузами и людьми, здесь делают остановку перед далеким космическим рейсом.
То, что описано здесь, только пример возможного устройства спутника Земли, базы науки во вселенной. И другие конструкции внеземных станций предлагали и предлагают инженеры. Вот каков путь идеи — от мысли, высказанной Циолковским в начале века, до проектов, которые, будем надеяться, в относительно недалеком будущем станут достоянием техники.