Читать книгу "Наука Плоского мира - Терри Пратчетт"

Идея космического лифта принадлежит ленинградскому инженеру Ю. Н. Арцутанову и впервые была опубликована в 1960 году в газете «Правда». Он назвал его «небесной канатной дорогой» и подсчитал, что таким образом можно доставлять на орбиту 12 тысяч тонн грузов в день. Благодаря Джону Айзексу, Хью Браднеру и Джорджу Бэкусу в 1966 году идея привлекла внимание и западных ученых. Этих ученых полеты в космос не интересовали, они были океанографами, то есть теми людьми, которых весьма занимает подвешивание тяжестей на тросах. Они предпочли бы протянуть тросы на дно океана, а не запускать в космос. Океанографы не знали о русской разработке, но вскоре идеи Арцутанова получили широкую известность среди западных ученых, после того как русский космонавт и живописец Алексей Леонов создал картину, изображающую космический лифт в действии.

Вероятно, столь простая, сколь и невыполнимая идея приходила в голову многим людям, но так и оставалась неизвестной широкой публике именно потому, что выглядит невыполнимой с точки зрения существующих или возможных в ближайшем будущем технологий. Это означает, что она время от времени будет заново изобретаться все новыми и новыми людьми. В 1963 году писатель-фантаст Артур Кларк размышлял о том, как можно увеличить количество геостационарных спутников связи. Для этого, по его мнению, со спутника, находящегося на геостационарной орбите, достаточно спустить трос и подвесить на него другой спутник. Позже он сообразил, что отсюда рукой подать до космического лифта, идея которого была им позже развита в романе «Фонтаны рая». В 1969 году А. Р. Коллар и Дж. У. Флауэр также пришли к идее подвешивания спутников на тросах, спускающихся со спутника на геостационарной орбите. А в 1975 году Джером Пирсон предложил создать «орбитальную башню», что по сути то же самое.

Естественно, как только вы соорудите один космический лифт, вы можете подвесить к нему несколько тросов. Раз все нужные материалы можно поднять, почти не затрачивая средств, зачем же останавливаться на достигнутом? Чарльз Шеффилд в романе «Паутина меж мирами» придумал целое кольцо космических лифтов, размещенное вокруг экватора. Именно его и увидели волшебники. По иронии судьбы, из-за высокой, по эволюционной шкале, скорости развития человеческой цивилизации нас с вами волшебники уже не застали.

Но случится ли когда-нибудь так, что космический лифт выйдет из области чистой фантазии? Можно ли построить подобное в ближайшем будущем? В 2001 году две группы ученых НАСА, проанализировав технические возможности, заключили, что это вполне осуществимый проект. Правда, Дэвид Смитерман, бывший руководителем одной из этих групп, считает, что воплотить подобное на практике можно будет лишь к 2100 году.

Главной проблемой остается трос. Нагрузка на трос будет меньше у поверхности, а чем выше – тем больше, поскольку каждый его отрезок должен удерживать вес троса, находящегося под ним. Таким образом, его нужно сделать толще. А теперь вопрос: какой материал обладает достаточной для этого прочностью? Сталь не годится: трос толщиной 4 дюйма (10 см) у Земли потребует толщины 2,5 триллиона миль (4 триллиона км) в верхней части. В переводе с языка инженеров, это означает: «Сталь использовать нельзя, так как она слишком тяжела». Кевлар подошел бы лучше (толщина троса в верхней части составила бы всего-навсего 1600 м – чуть больше мили), но тоже не годится.

Чтобы изготовить трос приемлемой толщины, нужен материал, прочность которого на разрыв составляет не менее 62,5 гигапаскаля: то есть он должен быть в 30 раз прочнее стали и в 17 раз – кевлара. И такой материал уже существует. Это углеродные нанотрубки: молекулы углерода, свернутые в полый цилиндр, которые можно рассматривать как половинки молекул знаменитого фуллерена, состоящих из 60 атомов углерода и имеющих форму футбольного мяча. Прочность на разрыв одной такой нанотрубки – не менее 130 гигапаскалей, то есть более чем в два раза превышает требуемую. Загвоздка в том, что пока мы научились создавать углеродные нанотрубки длиной лишь в несколько микрон. Но если удастся довести их длину до 4 мм, можно будет встраивать их в композитный материал подходящей прочности.

Вторая проблема – это база. Чем выше от поверхности Земли будет поднят трос, тем больше удастся сэкономить наверху, где сосредоточена основная масса. Вот почему у основания тросов в Круглом мире имеются огромные «зачахшие морские блюдца». По расчетам НАСА высота башни должна составлять по крайней мере 6 миль (10 км). Чтобы уменьшить высоту башни, логично построить ее на вершине горы, однако, поскольку в случае разрыва трос упадет на землю, лучше всего разместить такую башню в океане близ экватора. В принципе современные методы строительства позволяют возвести башню высотой 12 миль (20 км).

Ну и, наконец, третья проблема: как перемещать кабины вверх-вниз по тросу? Тут неважно, какой метод применить, главное, чтобы он был экономен в эксплуатации и обеспечивал высокую скорость. Магнитная левитация выглядит довольно симпатично.

Еще надо не забыть о защите троса от метеоритов и высокоэнергетических частиц. В общем, как говорится, осталось начать да кончить.

Построив космический лифт, вы получаете возможность приступить к колонизации других планет. Первой очевидной целью будет Марс. Отправляете туда целую армаду маленьких корабликов серийного производства. Прибыв на планету, первым делом прокладываете трос и сооружаете марсианский космический лифт. Раз вы все равно на орбите, так почему бы не обратить это в свою пользу? Вот и снова мы встретились с метафорическим значением, которое несет в себе космический лифт: как только вы заимеете первый, перед вами сразу же открывается масса новых возможностей. Правда, доставить на поверхность Марса команду для постройки там базы, к которой будет крепиться трос, придется каким-то иным способом.

Марс – это великолепное место для жизни, поэтому следующим шагом должно стать терраформирование, то есть превращение его в планету, напоминающую Землю. Достаточно правдоподобные методы достижения этого описаны в книгах Кима Стэнли Робинсона «Красный Марс», «Зеленый Марс», «Голубой Марс». Конечно, в смысле защиты от метеоритных ударов Марс ничем не лучше, но сложно представить, что марсианская колония будет уничтожена одновременно с населением Земли. А так как жизнь, как известно, воспроизводима, то если будет уничтожено одно поселение, другое в скором времени заново колонизирует опустевшую планету. Несколько веков спустя вы не заметите никакой разницы. Кстати, можно будет подумать и о более амбициозном плане: о путешествии к звездам. К тому времени мы будем готовы. У нас будут интерферометрические телескопы, которые позволят отыскивать звезды с подходящими планетами. Потом останется лишь найти способ до них добраться.

В общем, вариантов великое множество, нет смысла все их перечислять. Вспомните о том, как люди Викторианской эпохи воображали жизнь через сто лет. Экстеллект изменяется эмерджентно, иначе говоря, у нас нет ни малейшего представления, что придет в голову людям будущего. Одно можно сказать наверняка: это будет сюрприз.

Но даже если все пойдет прахом, в запасе у нас останется «Корабль поколений», гигантский ковчег, несущий в себе целое поселение, в котором люди будут жить, рожать детей, обучать их и умирать, совершая путешествие длиной в сотни веков. Сделайте такой корабль достаточно большим и интересным, тогда пассажиры могут даже потерять желание куда-либо добраться. Плоский мир – это один из таких кораблей. Он движется, но куда? Аборигены этого не знают. Создатели оснастили его небольшим управляемым солнышком (исключив, таким образом, негативные флуктуации) и пятью биоинженерными существами, которым нравится очищать локальное пространство от всяческого космического мусора…