Источник: "ТМ", апрель`99.

Ногою твердой встать…

 

    Уже общим местом стало утверждение, что человечеству на Земле тесно. Наверное, можно революционно перестроить цивилизацию, избежав экологического, энергетического, экономического и других кризисов, порождаемых противоречием между стремлением жизни к безграничной экспансии и конечностью размеров нашей планеты. Но уж кто-кто, а мы-то знаем, что любая революция — вещь тяжелая и кровавая, к тому же, пока неясно, что, собственно, мы хотим получить в результате?

    Однако природа ждать не будет, а значит, массовый выход землян в космос и колонизация окружающего пространства неизбежны. Только вот КАК? Ведь опираясь на сегодняшнюю науку, мы видим два барьера на пути любого внеземного рейса: абсолютную враждебность космоса всему живому и необходимость чудовищных энергозатрат. Удельные характерис­тики технических систем совершенствуются, но медленнее, чем нам хотелось бы. Значит, будущие космические комплексы, несущие реальную экономическую отдачу, выпускающие материальную продукцию, населенные десятками, сотнями, тысяча­ми людей станут ОЧЕНЬ БОЛЬШИМИ. Но как их строить?!

    Четверть века назад такой вопрос поставил перед собой тюменец В.А.Золотухин. Ответ он дает в изданной в своем родном городе в 1997 г. книге «Колонизация космоса: проблемы и перспективы». Несмотря на немалый, по нынешним меркам, тираж (10000 экземпляров), вряд ли многие читатели смогут с ней познакомиться: и в лучшие времена продукция региональных издательств не очень расходилась по стра­не, а уж сегодня, при всеобщем игнорировании обязательных поставок в библиотеки и создающуюся заново торговую сеть... Автор же, естественно, очень хотел бы, чтобы его идеи максимально широко обсуждались. Так почему бы не помочь, тем более, что для «ТМ» тема колонизации космоса и астроинженерной деятельности в какой-то мере традиционна.

    Брошюра объемом менее 200 с. насыщена научно-техническими идеями, и наиболее сильная из них — «кибернетическая квазиорганическая субстанция на множестве унифицированных модулей» (Золотухин употребляет аббревиатуру КС). Сама по себе она не нова — другое дело, что ав­тор пришел к ней РАНЬШЕ, чем заговори­ли о технологиях молекулярной сборки. Итак, имеется модуль (рис.1) — равносторонний треугольник, «единый в двух лицах». С одной стороны, это стандартный элемент, множество которых образует некие конструкции, жесткие или подвижные. С другой — элементарная логическая ячейка, образующая с себеподобными гигантский компьютер. Компоновки модулей образуют консолидации (К) следующих, по мнению автора, уровней (рис.2):

«А» — массой до 1 т, выполняет транспортировку небольших грузов и собирает информацию;

«В» — от 1 до нескольких сот т, транспортирует крупные грузы, выполняет ремонтные работы;

«С» — где-то 1800 — 2800 т, включает в себя энергоисточник, полностью автономна; несколько К этого уровня совместно уже могут наладить репликацию (расширенное воспроизводство, терминология В.Золотухина) КС;

«О» — от 100 тыс. до нескольких миллионов тонн, способна самостоятельно возвести крупный инженерный комплекс типа наземного космодрома или крупной космической станции;

наконец, консолидация уровня «Р» (на рисунке не показана) — планетарных масштабов, предназначена для астроинженерной деятельности, включая оборону Земли от крупных метеоритов или инопланетян.

    Идея хорошая (и не новая, «ТМ» писала о чем-то подобном еще в конце 60-х), но это сколько же нужно модулей! Их-то из чего и как делать? Элементарно, считает Владимир Антонович: из воды. Методом направленной кристаллизации на подстилающей поверхности, в магнитном поле. Ну, конечно, не только вода — в кристалле выращиваются информационно-энергетические токопроводы, сверхпроводящее токовое кольцо — аккумулятор, а снаружи — контактные щетки. И главное — заниматься этим будет сама же КС.

    Нетрудно убедиться, что из равносторонних треугольников можно составить любую поверхность, более того — вообще любую плоскую или объемную структуру. Причем, соединяя их, мы создаем не только конструкцию, но и электрическую, электронную сеть с электромагнитным полем сложнейшей формы. Оно, в свою очередь, будет стабилизировать конструкцию и позволит быстро перестраивать ее (как в известном школьном опыте с железными опилками и магнитом).

    И двигаться относительно друг друга отдельные части КС могут очень быстро. Настолько, что уровню «А» по силам совершать неблизкие прыжки, а консолидации уровня «С» или «О» способны зашвырнуть часть себя, причем немалую, и на околоземную орбиту. Но все же автор полагает, что производить квазиорганическую субстанцию, на всякий случай, лучше подальше от Земли, например — на спутниках планет-гигантов: больше сырья (воды), меньше помех (в том числе, электромагнитных), а главное — больше возможностей предотвратить потенциальный выход саморазмножающейся машины из-под контроля человека. Развитие КС Золотухиным мыслится так: «Следует приступить к накоплению начального вещества КС, способной к репликации (т.е. маточной). Минимальная масса маточной КС оценивается в 100 тыс. т.

    Пройдя многократную проверку всех страхующих систем, на отдаленном от населенных пунктов охраняемом объекте включается репликация, этап которой на Земле следует завершить на 40—50 млн.т.

    Далее производится пульсирующе-кумулятивный старт консолидации «С» на околоземную орбиту. В каждом цикле участвуют 20—30 млн.т КС, причем на орбиту выводится 25—30 тыс. т КС и 70—75 тыс. т воды (рабочего тела). В конце концов, на околоземной орбите образуется объект, включающий КС массой 2,8 млн. т, 7 млн. т льда и 7 управляющих КС космических кораблей — «глобул» (терминология Золотухина. — Ред.). На маточную КС приходится 200 тыс. т.

    Все это, используя электроракетные двигатели и воду в качестве рабочего тела перелетает к Марсу. Одна «глобула» с обслуживающей ее КС остается на Фобосе или Деймосе, все же остальное садится на планету в районе полярной шапки,   которая становится источником сырья для следующего этапа роста КС. Всего же на Марсе предполагается собрать и отправить в межпланетное пространство не менее 100 консолидации уровня «Р», массой по 10 млрд. т каждая.

    Следующим этапом станет развертывание производства КС в поясе астероидов, с использованием вещества как самих малых планет, так и спутников планет-гигантов и облака Оорта. Через 4-5 лет после старта с Земли суммарная масса КС в Солнеч­ной системе достигнет    10000 ТРИЛЛИОНОВ тонн! Это позволит наладить  строительство гигантских космических колоний, с вводом до 5 штук в год».

    Вторая по значению (на мой взгляд) идея Золотухина - большая космическая колония.

    Он   творчески развивает известную («ТМ», № 4 за 1976  г.)  идею 0'Нейла — пустотелый вращающийся цилиндр с обитаемой внутренней поверхностью его обечайки — но громит конструктивное воплощение, предложенное американцами. Действительно, вращающиеся конструкции километровых размеров с толщиной стенок порядка одного метра — не смешно ли? И зачем естественное освещение, которое не имеет смысла уже на орбите Марса, а ведь окна, занимающие в 0'нейловском цилиндре половину площади стен — опасные места! Нет, тюменский изобретатель предлагает иное решение.

    Толщина стенок, призванных защитить население колонии от космических лучей и прочей радиации, должна быть очень большой, как и диаметр вращающейся ча­сти, последнее — для минимизации кориолисовых ускорений.А именно: диаметр — 60 км, длина «барабана» (уже не цилиндра, а эллипсоида) — 200 км! Толщина «стенок» весьма сложной структуры — не менее 1,5 км. Они заслуживают отдельного разговора.

    Неустранимый недостаток традиционной колонии 0'Нейла — только один, пусть очень большой, обитаемый отсек. И в случае разгерметизации... Золотухин нашел выход. У него гигантский центральный объем даже не жилой, это ландшафтная зона(рис.4а). А население — полтора миллиона человек — обитает в линзообразных отсеках-поселках (диаметром до 2000 м и высотой до 500 м), расположенных в многослойной обшивке.

 

Космическая колония Золотухина (а) и устройство ее оболочки (б). Цифрами обозначены: 1 — невращающийся «пор­тал»; 2 — промышленная зона; 3 — систе­ма освещения; 4 — теплоприемная по­верхность; 5 — энергокоммуникации; 6 — озеро; 7 — океан; 8 — литослой; 9 — лифт; 10— коммуникации; 11 — изоляционный слой; 12 — силовой слой; 13 — жилой по­селок; 14— силовая система; 15— транспортные пути; 16 — внешний силовой слой; 17—внешняя поверхность.

    Слои же такие:

литослой (100—300 м), изоляционный битумно-асфальто-вый (20 м), гермопластический изоляционный (20 м), стальная чешуя (1 м), металлическая сетка (три 2-метровой толщины). Далее следует силовой слой: углеродное волокно или стальная проволока, свитые в канаты толщиной до полуметра, которые переплетены между собой, 500-метровая толща такой «ткани» пропитана упругим резиноподобным пластиком.

    Далее — 600-м «урбанозона» (термин Золотухина. — Ред.), в которой и размещены полторы тысячи линзообразных поселков. Пространство между ними заполнено азотом в целях пожарной безопасности и для уменьшении коррозии. Ниже — подстилающий слой с транспортными коммуникациями.

    И снова гидроизолирующий слой (50 м), второй силовой (150 м), наружный слой стальной сетки (6 м), и наконец — 30-м толщины «внешний лес»:

та же самая КС.с многочисленными выростами, выполняющая текущий ремонт обшивки и защищающая от метеоритов. Здесь же — основные энергоблоки, о которых дальше.

    Квазиорганическая субстанция и гигантские космические колонии — идеи предельно смелые, направленные, кажется, в самое далекое будущее.

    Но начинается книга не с них, а с энергетического обеспечения колонизации космоса. В.А.Золотухин считает, что КС и все, что с ее помощью будет создано, оживят реакторы ядерного синтеза.

    Однако его совершенно не устраивают те пути, по которым уже полвека и без особого успеха идет мировая термоядерная энергетика. Он предлагает совершенно другое решение, принцип которого заключается в следующем.

      Имеется   жидкость — дейтериевая вода с небольшой добавкой щелочи (калий-кислород-дейтерий). В ней путем концентрации ультразвуковых колебаний образуется сферическая каверна (как описано в «ТМ», №2 за 1999 г.), в которую диффундируют растворенные в жидкости дейтерий, тритий, гелий-3 и ее собственные пары. Теперь, если на эту каверну от стенок емкости подать сходящуюся сферическую ударную волну, она адиабатически схлопнется, и в ней возникнут давление и температура, необходимые для ядерного синтеза. Последует термоядерный микровзрыв, энергия которого утилизируется.

 

 Инерционный термоядерный реактор. Позиции: 1 — камера реактора; 2 — силовая конструкция; 3,4 — акустические линзы; 5 — кольцевой канал дискового МГД-генератора; б — электромагнитные обмотки; 7 — канал удаления парогазовых продуктов микровзрыва; 8 — генератор ударной волны; 9 — излучатель ультразвуковых волн.

    Получается инерционный термоядерный реактор, в котором вместо традиционных лазерных лучей используются ударные (в том числе — звуковые) волны. Автор считает, что при снаряженной массе 133 т (с системой охлаждения), диаметре 3 м и длине 10 м (плюс «хвост» — радиатор длиной 255 м), агрегат будет выдавать электрическую мощность 500 МВт.

    Эти-то реакторы и предполагается «развесить» во «внешнем лесу» космической колонии. Именно они должны обеспечивать энергонезависимость консолидации КС (начиная с уровня С) и всего того, что КС построит.

    В том числе и транспортные комплексы. Грузо- и пассажиропотоки Золотухин предусматривает действительно фантастические — несколько миллиардов человек в год, под стать им и предлагаемые средства перевозки. Например — межпланетный лайнер стартовой массой 20 млн. т, вмещающий 200 тыс. пассажиров. Но если машины, собираемые на околопланетных орбитах, размерами и массой не удивляют, то «челноки» для трассы «Земля—Космос»...

    Грузы и людей изобретатель предлагает доставлять на орбиту и обратно в транспортных капсулах — этаких округлых «таблетках», диаметром 92 и высотой 54 м. Капсулы взлетной массой 27 тыс. т рассчитаны на 20 тыс. посадочных мест. Но самое интересное — никаких двигателей на них нет!

 

 Транспортная капсула выходит на орбиту.

Идея вследущем. По продольной (вертикальной) оси капсулы расположен соленоид (точнее — целая система соленоидов), создающий тороидальное магнитное поле, полностью окутывающее ее. Благодаря этому она способна устойчиво перемещаться в столбе — потоке водяной плазмы (просто выталкиваться им), генерируемом наземной стартовой установкой. При его скорости 25 км/с капсула разгоняется до 10 км/с и может быть заброшена на геостационарную орбиту, где ее ждет орбитальный космодром.

    Золотухин полагает, что оптимальным будет 5-6 запусков в час с каждого из 8 космодромов, размещенных в океане, на экваторе...

    Владимир Антонович обоснованно считает, что, во избежание весьма неприятных последствий (кибернетическая субстанция, способная к самовоспроизводству, — страшное оружие), его предложения должны обсуждаться максимально широко. И хотя почтовая переписка сегодня отнюдь недешева, подчас не по карману и редакции, мы все-таки ждем отзывов от тех, кто полагает, что думать надо и о послезавтрашнем дне.