Брошенные в небо
История орбитальных станций
Загадка: Кто над нами вверх ногами?
Ответ: Экипаж орбитальной станции.
В первом эпизоде знаменитого фильма Стэнли Кубрика «Космическая одиссея 2001 года» есть эффектный момент: гоминид подбрасывает в воздух обглоданную кость, которой только что размозжил череп своему врагу, и она превращается в космический корабль, приближающийся к орбитальной станции. Режиссёрская идея понятна: трудно представить более наглядное свидетельство мощи человеческого разума, чем орбитальная станция. Однако на момент съёмок подобное достижение всё ещё оставалось фантастикой, а когда первые станции были запущены в космос, реальность привычно внесла свои коррективы в смелые мечты.
Вне Земли
Идею искусственного спутника сформулировал ещё Исаак Ньютон в своей фундаментальной работе «Математические начала натуральной философии» (1687). Он предложил разогнать пушечное ядро до такой скорости, что оно не упадёт на Землю, а будет бесконечно долго вращаться по орбите. Идею много позже обыграли французские фантасты Жюль Верн и Андре Лори в романе «Пятьсот миллионов бегумы» (Les Cinq Cents Millions de la Bégum, 1879).
Однако за десять лет до французов американский писатель и теолог Эдвард Хейл в дилогии, состоящей из повестей «Кирпичная луна» (The Brick Moon, 1869) и «Жизнь на кирпичной луне» (Life in the Brick Moon, 1870), описал куда более смелый проект: не просто спутник на орбите, а обитаемый спутник.
Хейла называют «литературным вундеркиндом»: он очень рано начал писать и публиковаться, причём отдавал предпочтение реалистическим рассказам. «Кирпичная Луна» стала исключением, хотя и в этом тексте автор постарался придать вымышленным событиям достоверность. Персонажи дилогии задумали отправить на орбиту искусственный объект диаметром двести футов (61 метр), сделанный из кирпича: они полагали, что при пролёте через атмосферу этот объект раскалится настолько, что такую температуру не сможет выдержать ни один существующий металл. Для запуска использовались гигантские маховики, однако они случайно сработали раньше времени, и вместе с «луной» в космос отправились её строители — причём они не только уцелели, но и основали процветающую колонию.
Следующим идею высказал немецкий фантаст и философ Курт Лассвиц в романе «На двух планетах» (Auf zwei Planeten), впервые опубликованном в октябре 1897 года. Высокоразвитая цивилизация марсиан организовала тайную базу на северном полюсе Земли. Над базой на высоте 6356 километров находится космическая станция: гигантское колесо с внешним диаметром 120 метров и внутренним — 50 метров. Станция служит «перевалочным пунктом» для кораблей марсиан. По сути, Курт Лассвиц был первым автором, который предположил, что орбитальную станцию можно использовать как базу для обслуживания и заправки межпланетных кораблей.
Дальнейшее развитие идея орбитальной станции получила в трудах основоположников теоретической космонавтики. Константин Циолковский впервые коснулся этой темы в научно-фантастической повести «Вне Земли», первые главы которой были опубликованы в популярном журнале «Природа и люди» в 1918 году.
Циолковский предполагал, что в будущем (ориентировочно после 2017 года) учёные придумают, как запустить на геостационарную орбиту тысячи ракет с пассажирами, которые начнут строить станцию в виде цилиндрической оранжереи. Она должна будет медленно вращаться, но не для создания искусственной силы тяжести, а для регулирования внутренней температуры. Такие станции-оранжереи, по замыслу Циолковского, можно будет соединять друг с другом, создавая в космосе более крупные сооружения — в виде пятиконечных звёзд или простых геометрических фигур.
Для калужского мыслителя строительство обитаемых станций на орбите было одним из обязательных этапов на пути к освоению космоса. Он верил, что, когда население станций достигнет десятков тысяч человек, они отправятся в межпланетное путешествие, используя ресурсы встречных астероидов и комет. Вырвавшись из гравитационного «колодца», земляне станут поистине галактической цивилизацией. Идеи Циолковского нашли отражение в более поздней советской фантастике — например, в романе Александра Беляева «Звезда КЭЦ» (1936).
Другой основоположник космонавтики, немец Герман Оберт, прагматичнее подошёл к идее орбитальной станции. В двух своих книгах «Ракета в межпланетное пространство» (1923) и «Пути осуществления космического полёта» (1929) он изложил проект большой ракеты массой 300–400 тонн, которая могла бы оставаться на высокой орбите сколь угодно долго. При необходимости, писал Оберт, можно запустить две одинаковые ракеты, связать их тросом и раскрутить друг относительно друга, чтобы создать внутри искусственную силу тяжести. Предполагалось, что станция облегчит морскую навигацию, связь, картографирование, отслеживание айсбергов. Кроме того, Оберт предлагал собрать рядом со станцией огромное зеркало, которое могло бы концентрировать солнечные лучи на любой точке земной поверхности для воздействия на климат или для уничтожения вражеских войск и даже городов.
Проект Оберта тоже пользовался успехом у фантастов. Например, он описан в романе Карла фон Лаффета «Мировой пожар» (Weltenbrand, 1926). Действие происходит в будущем, все цивилизованные страны подчиняются Лиге Мира, которая среди прочего построила и запустила на орбиту «Эфирную станцию» с зеркалом, способным воздействовать на климат. Однако большевистский диктатор захватывает один из космических кораблей, обслуживающих станцию, и собирается использовать её как оружие. К счастью, его зловещие планы терпят крах, а «Эфирная станция» спасает Европу от глобального пожара, вызванного аномальной вспышкой на Солнце.
В романе Отто Гейла «Лунный камень» (Der Stein vom Mond, 1926) орбитальную станцию строят немецкие инженеры из Межпланетного общества. Её назначение — не только управлять климатом, но и обеспечить сборку пилотируемого космического корабля «Икар», который должен отправиться на Венеру.
В 1929 году появился ещё более оригинальный проект — космической станции на гелиоцентрической орбите (то есть искусственной планеты). Его предложил английский физик Джон Бернал, известный как автор термина «научно-техническая революция». Станция представляла собой сферу диаметром 16 километров, изготовленную из материала астероидов и способную вместить от 20 до 30 тысяч человек — они должны были жить на её внутренней поверхности. Бернал полагал, что выход в космос даже на примитивных ракетах настолько мощно стимулирует прогресс, что строительство внеземной колонии станет неизбежным. Она могла бы служить площадкой для старта и ремонта межпланетных кораблей, для астрономических наблюдений и для космического туризма. Но главной целью сферической станции должно было стать снижение демографического давления на Земле: Джон Бернал, как и многие учёные первой половины ХХ века, полагал, что скоро наша планета окажется перенаселена, природные ресурсы будут исчерпаны, и возникнет нужда в строительстве искусственных планет. Когда и их окажется слишком много на орбите вокруг Солнца, некоторые из сфер-колоний отправятся в полёт к соседним звёздам.
Эти масштабные проекты сейчас кажутся наивными. Но их авторов извиняет то, что они и представить не могли, с какими трудностями столкнётся реальная космонавтика.