Идея создания гигантских вращающихся космических станций, создающих искусственную гравитацию, обсуждается уже несколько десятков лет. Почему же ни одна из них пока не была реализована?
Жизнь в космосе негативно сказывается на здоровье человека. Вернувшись с Международной космической станции (МКС), каждый астронавт старается представить себя уверенно перед объективами камер, несмотря на сложности, с которыми ему приходится сталкиваться. После нескольких месяцев в условиях нулевой или микро гравитации даже самые опытные из них могут столкнуться с трудностями при первых шагах на другой планете. Можно лишь предположить, с какими проблемами столкнутся первопроходцы, ступая на марсианскую поверхность.
Биолог NASA Шармила Баттачарья подчеркивает: “Существует множество различных последствий.” Негативные эффекты включают в себя уменьшение плотности костей, потерю мышечной массы и проблемы со зрением. Недавние исследования показывают, что космические путешествия также ослабляют иммунную систему. К этому добавляются проблемы с балансом, недостаток сна и замедление сердечно-сосудистой системы. А если еще учесть космическую болезнь и головокружение, становится очевидным, насколько серьезны последствия длительного пребывания в условиях невесомости.
К сожалению, человек не эволюционировал для жизни в космосе, и чтобы минимизировать воздействие невесомости, активно разрабатываются различные инициативы. Например, Европейское космическое агентство недавно провело серию исследований с волонтерами, ограниченными в активности на 21 день. Намечены также долгосрочные миссии NASA и России на МКС для тестирования новых методов противодействия невесомости, включая усовершенствованные упражнения и режимы питания.
Возрождение старых идей
Если человечество собирается исследовать такие далекие планеты, как Марс или луна Юпитера, возможно, нам понадобятся более радикальные решения, такие как возрождение планов по созданию космических аппаратов с искусственной гравитацией, которые были активно обсуждаются еще в 1970-х.
Ранние проекты космических станций предусматривали, что искусственная гравитация станет обычным делом. Еще в 1949 году Х. Э. Росс в журнале Британского межпланетного общества описывал концепцию “заправочной станции” на пути к Луне, состоящую из трех частей: “чаши”, “булки” и “руки”.
При вращении любого колеса в космосе возникает искусственная гравитация. Эта сила, которой Росс звал “псевдографической силой”, формируется благодаря центростремительной силе при вращении. Чем больше колесо и быстрее оно вращается, тем сильнее эффект. Получается, что внутри полого колеса человек испытывает что-то похожее на гравитацию. Это прекрасно иллюстрируется в фильме “2001 год: Космическая одиссея”, где астронавт перемещается по внутренней стороне космического корабля.
В завершении программы “Аполлон” в конце 1960-х NASA переключилась на концепции, связанные с искусственной гравитацией. Якобы тогда существовало понимание, что такие технологии могут стать ключевыми при проектировании космических станций.
“Эти старые исследования космических станций сейчас выглядят совершенно устаревшими,” — говорит Дэвид Бейкер, редактор журнала Spaceflight, — “Однако стоит вернуться к этим концепциям.”
Современные проекты
Я обнаружила отчеты Бейкера 1971 года о проекте, который пылился на верхней полке Британского межпланетного общества. Один из них, “космическая база” компании McDonnell-Douglas, состоял из серии цилиндрических модулей с отдельным участком, предлагающим искусственную гравитацию. Она предназначалась для обеспечения экипажа около половины гравитации, что существует на Земле.
Сравнительно более амбициозным проектом был вариант от North American Rockwell. Он включал центральный корпус с четырьмя цилиндрами, которые вращались вокруг центральной оси. Эти проекты размером до 50 “человек” со всеми удобствами, включая медицинский пункт, были достаточно интересны, но по своей сути не сильно отличались от более современных предложений, таких как Nautilus-X — проект многопрофильного космического исследовательского аппарата, разработанный консорциумом NASA, академических кругов и промышленности.
Этот космический аппарат стоимостью 3,7 миллиарда долларов задумывался для шести человек. Однако его уникальность заключалась в большом пустотелом колесе вокруг центральной части, напоминающем велосипедную камеру. Это колесо было надувным и состояло из серии жестких колец, соединенных мягкими секциями. Но, несмотря на свою схожесть, Nautilus-X должен был служить основой для будущих космических миссий.
“Это… должен был быть первый настоящий космический аппарат, обеспечивающий экипажу искусственную гравитацию,” — делится с нами Марк Холдерман, один из разработчиков.
К сожалению, проект был отменен, когда приоритеты NASA изменились и у космического агентства не хватало средств.
Мечты о будущем
С учетом растущих бюджетных ограничений космические агенты могут рассмотреть более простой и дешевый путь. Например, в миссиях NASA Gemini 1960-х годов использовался метод натягивания троса, что позволяло вращающимся объёмам взаимодействовать друг с другом.
Есть также более дешевый опыт использования небольших центрифуг, что уже показывало результаты в экспериментах. Хотя такой метод может вызвать у людей морскую болезнь, он способен компенсировать некоторые негативные эффекты невесомости благодаря регулярным занятиям на колесе.
Тем не менее, преимущества огромного вращающегося колеса пока не под силу заменить малые устройства. Но надежда на создание элегантного космического аппарата, подобного тому, что мы видели в “2001 год: Космическая одиссея”, все еще жива. Дэвид Бейкер предполагает, что гостиницы в космосе, как и прочие исследовательские проекты, потребуют искусственной гравитации, чтобы обеспечить комфорт для туристов.
С учетом быстрого роста коммерческих космических путешествий этот концепт уже не так далек от реальности. Действительно, компания, поставляющая NASA надувной модуль для станции, принадлежит гостиничному магнату Роберту Бигелоу, который намерен расширить свою недвижимость на орбите.
Возможно, однажды мы увидим большие надувные станции, вращающиеся в космосе — и это не будет просто романтический проект для исследователей Марса, а реальность для миллионеров-космических туристов.
Если у вас есть мысли по поводу этой статьи или других материалов Future, посетите нашу страницу в Facebook или напишите нам в Twitter.
Если вам понравилась эта статья, подпишитесь, чтобы не пропустить еще много полезных статей!
Вы также можете найти наши материалы в:
- Telegram: https://t.me/pohodlifeshin
- Яндекс Дзен: https://dzen.ru/pohodlife
- Официальный сайт: https://www-genshin.ru