Космические мегаструктуры

Published August 1, 2016 | By urgaz

Теоретически возможные космические мегаструктуры

Пожалуй, основная масса научной фантастики за всё время её существования — со времён «Полёта на Луну прямым путём за 97 часов 20 минут» Жюля Верна — так или иначе оперирует грандиозными продуктами научно-инженерной мысли. С развитием прогресса расширялись и границы фантазии учёных и писателей, и сегодня в научно-популярной и фантастической литературе уже описаны инженерные сооружения, которые по масштабу и смелости замысла заслуживают термина «мегаструктуры». Мы решили собрать своеобразный рейтинг таких структур. С какими-то из них вы уже знакомы, а какие-то окажутся в новинку.

Космический лифт

Идею лифта впервые сформулировал ещё Константин Циолковский в 1895 году. Сегодня эта технология рассматривается в качестве будущего способа дешёвого и постоянного доступа на околоземную орбиту. Трос, уходящий в небо на десятки тысяч километров, за геостационарную орбиту, по которому перемещается подъёмник, перевозящий в космос грузы и космонавтов. Один конец троса будет закреплён на поверхности планеты, а второй с привязанным противовесом будет располагаться выше геостационарной орбиты. В роли противовеса может выступать подходящий астероид.

В идеале, космический лифт должен стать шагом к созданию космической верфи. Согласно ряду исследований, лифт можно будет построить после изобретения чрезвычайно прочных материалов. Например, в качестве перспективного материала рассматриваются углеродные нанотрубки. Хотя некоторые учёные сомневаются, что даже прочности этого материала будет достаточно, чтобы трос не разорвался.

Стэнфордский тор

Это первая и самая маленькая из кольцевых обитаемых структур в нашем списке. Своё название стэнфордский тор получил благодаря 10-недельной программе разработки инженерных систем, проходившей в 1975 году среди студентов Стэнфордского университета. В том году группа учащихся предложила создать обитаемую станцию-колонию на 10 000 жителей в виде тороидальной конструкции диаметром 1,8 км. Точнее, она была бы похожа на колесо: в центре станции было предложено разместить «ступицу», состоящую из системы зеркал, отражающих свет на внутреннюю часть тора.

Ступица должна соединяться с ободом посредством радиальных транспортных коридоров, в ней же должны располагаться причальные шлюзы. Для обеспечения искусственной гравитации на уровне 1 g, станция вращается вокруг оси, проходящей перпендикулярно плоскости тора, со скоростью 1 оборот в минуту. Сам тор может быть закрытым — то есть представлять собой закольцованную трубу, так и открытым, в виде закольцованного жёлоба. Во втором случае атмосфера удерживается внутри станции за счёт центробежной силы.

Надо сказать, что идея создания тороидальной вращающейся станции-поселения принадлежит вовсе не студентам-стэнфордцам. Эта концепция упоминается ещё в книге Германа Поточника (1928), в одной из работ Вернера фон Брауна (1952), а также в советском научно-популярном фильме «Дорога к звёздам» 1957-го года.

Идея построения космических станций в форме тора очень популярна в научной фантастике, компьютерных играх и кинематографе. Одна из самых известных версий изображена в культовом фильме «Космическая одиссея 2001 года».

А гораздо более крупный вариант стэнфордского тора (с некоторыми оговорками) показан в фильме Elysium (2013), там 40-километровое кольцо — открытого типа — является домом для 10 миллионов жителей.

Сфера Бернала

В 1929 Джон Бернал выдвинул идею космического поселения в виде полой вращающейся сферы, заполненной пригодной для человека атмосферой. При диаметре 16 км такая сфера может стать домом для 20 000-30 000 человек. Правда, достаточно комфортный уровень гравитации обеспечивается лишь в экваториальном поясе.