«Знание - сила» 1962 год, №9, с.28-30
Е. МУСЛИН
Рис. Л. КАТАЕВА
Во времена Христофора Колумба добраться до Нового Света было чрезвычайно трудно.
Недаром современники великого адмирала больше всего толковали об опасностях, подстерегающих мореплавателей, о магнитных скалах, коварных сиренах, о том, что вблизи экватора море сгущается и корабли сгорают в отвесных лучах солнца.
Прошли века. Вместо утлых суденышек пионеров по морским дорогам побежали стальные левиафаны. Достаточно переночевать в опускающемся кресле — и реактивный лайнер перенесет вас из Старого света в Новый, через когда-то столь грозную водную пустыню.
Дорога давно перестала быть самым главным. Для этого даже не пришлось ждать создания морских и воздушных лайнеров. Уже в XVI веке европейцам в Америке казалось гораздо более трудным делом привыкнуть к жаркому влажному климату, вынести тропическую лихорадку и укусы бесчисленных насекомых.
То же самое, только на более высокой ступени, снова предстоит пережить человечеству, прорвавшемуся в космос.
Как и пять столетий назад, на первом месте сейчас проблема транспорта. Научные и технические журналы заполнены проектами атомных, фотонных, ионных, плазменных и других ракет, расчетами их траекторий, проблемами входа и выхода из атмосферы. Что же касается фантастов, то их больше занимают полеты к звездам за миллионы световых лет от нашей грешной земли, или же такие радикальные преобразования, как повороты осей планет и изменение планетных орбит.
Меньше всего освещена в фантастике обширная и интереснейшая тема — первые шаги по освоению лунной, марсианской и венерианской целины, условия быта и жизни людей, прилетевших сюда надолго, не только затем, чтобы водрузить флаг своей страны, собрать геологические образцы и нанести на карты моря и горные пики, но и затем, чтобы здесь жить и работать.
Дело в том, что углубленная разработка устройства марсианских жилищ и лунных оранжерей, экзотически упорядоченные условия труда на внеземных заводах и фабриках, наконец, повседневные ощущения и настроения тружеников космических будней, будней, которые наступят, как только стихнут восторженные овации первооткрывателям — все это кажется фантастам, уносящимся мечтою в далекие галактики, неинтересным и пройденным этапом. Ученые же в подавляющем большинстве, наоборот, считают, что заниматься всем этим пока преждевременно, что это дело пусть не очень далекого, но все же будущего.
Конечно, в таком взгляде есть доля истины, ведь непосредственное исследование планет может принести массу неожиданностей, может спутать все карты, заставить внести в проекты множество изменений.
И все же проекты нужны, даже необходимы: ничто, в том числе и космическая техника, не возникало еще на голом месте, на бесплодной каменистой почве, не сдобренной останками отвергнутых гипотез, ошибочных предположений, нереализованных планов. Впрочем, нередко бывало и так, что идеи, казавшиеся даже своим создателям весьма шаткими, следующие поколения ученых подпирали надежными лесами математических формул, а инженеры воплощали в металл и пластмассу.
Приступая к широкому освоению Солнечной системы, логичнее всего начать с Луны. Именно так и собирается поступить человечество.
Первое, что необходимо путешественникам, отправляющимся в незнакомый им мир, — точная карта его поверхности.
Ровно два года назад на международной конференции по селенографии было решено создать крупномасштабную карту Луны, детально передающую особенности ее рельефа. Для этого потребуется сделать много тысяч снимков.
Еще более подробную карту, на которую нанесут все объекты, имеющие свыше 15 метров в поперечнике, можно получить путем фотосъемки со специального лунного спутника. Но Луна вращается вокруг своей оси очень медленно, и съемка может занять много времени. Выход предлагают такой: после каждого оборота спутника, в момент прохождения его над полюсом, включать небольшой ракетный двигатель, который повернет плоскость его орбиты на определенный угол по отношению к звездам, так что при следующем обороте под спутником пройдет уже совершенно новая территория. Чтобы точно «привязать» характерные точки лунной поверхности к координатной сетке, может быть использован оригинальный метод: при съемке лунных пейзажей одновременно будут сниматься прямо противоположные им участки звездного неба, причем оба изображения могут быть совмещены на одном и том же кадре. Специальные устройства позаботятся о точном отсчете времени, об учете вращения Луны и т. д.
Очень важно подробное изучение физических условий, с которыми столкнутся люди на самой Луне. Ученые до сих пор спорят, есть ли там хотя бы ископаемый лед, каково строение верхнего слоя лунной поверхности, имеется ли какая-нибудь, хоть очень разреженная атмосфера.
В том, что достаточно плотной и постоянной лунной атмосферы не может быть, сходятся все.
Однако чрезвычайно разреженная атмосфера, возникающая вследствие выделения некоторых газов из лунных пород, существовать может. Аргон, например, образуется при радиоактивном распаде калия, углекислый газ выделяется в результате остаточной вулканической деятельности. Но Луна не способна удержать атмосферу, и выделившиеся газы, молекулы которых находятся в непрерывном тепловом движении, все время улетучиваются. Этому способствует «смывание» атмосферы Луны корпускулярными потоками, выбрасываемыми Солнцем. Таким образом, характеристики лунной «атмосферы» зависят от равновесия между непрерывным приходом и расходом вещества.
Конечно, подобная «атмосфера», даже если она есть, абсолютно непригодна для дыхания, зато влияние ее на работу машин может быть очень большим.
Эксперименты, недавно проведенные в США, показали, что в вакууме, когда на соприкасающихся металлических поверхностях нет даже тончайшей пленки адсорбированного газа, «заедает» самые лучшие подшипники, зубчатые колеса, кулачковые механизмы — детали прочно склеиваются, как при холодной сварке.
Каждому, кто имел дело с мотоциклом, автомобилем, токарным станком, или хотя бы велосипедом и швейной машиной, известно, как важна для них хорошая смазка. На Луне и это простое дело осложняется до чрезвычайности: обычные земные смазки будут испаряться и разлагаться под действием ультрафиолетового солнечного излучения. Придется переходить на самосмазывающиеся материалы, такие, как тефлон или пористая пластмасса, пропитанная сернистым молибденом, или же наносить на поверхность деталей тончайшие пленки мягких металлов: золота, серебра, цинка.
Опытные конструкторы, создавая новые машины, часто уже без расчета «чувствуют», какие соотношения должны быть между их отдельными узлами и деталями. На Луне все это изменится: из-за вшестеро меньшей силы тяжести потребная мощность моторов лунных вездеходов, например, также сильно уменьшится, зато крыши кабин придется сделать потолще — неизбежная дань метеоритной опасности. Кроме того, придется подумать о каких-то заменителях пневматических шин, так как никакая резина не выдержит стаградусных лунных морозов.
Низкая сила тяжести в сочетании с солнечным светом, не задерживаемым атмосферой, позволит лунным автомобилистам полностью обходиться без топлива. Что касается лунной ночи, то здесь на помощь придут подзаряжаемые от лунной электросети аккумуляторы или топливные водородно-кислородные элементы. Они гораздо легче атомных двигателей, так как не нуждаются в тяжелой биологической защите и к тому же обладают тем преимуществом, что не требуется отдельных резервуаров для дыхательной смеси, а продукт реакции — вода — пригоден для питья.
Почти полное отсутствие атмосферы позволит установить на Луне предельно простые и легкие электрические станции, состоящие из металлической сетки, покрытой пленкой особой пластмассы. Солнечные лучи выбивают из пленки электроны, и по сетке начинает течь электрический ток.
Каждый килограмм груза, доставленный на Луну с Земли, намного увеличивает взлетный вес ракет, удорожает жизнь на нашем вечном спутнике. Но лететь без хороших запасов, не зная наверное, какие вещества там нам встретятся, очень опасно.
Нет никаких сомнений, что если на Луне не окажется воды даже в виде ископаемого льда, будущие поселенцы смогут ее добывать прямо из почвы: большинство минералов всегда содержит несколько процентов кристаллизационной воды. А раз есть вода, значит, посредством диссоциации легко получить и кислород для дыхания, и топливо для заправки ракет.
Английские химики прикинули даже способ получения... алкогольных напитков из лунного сырья. При этом могут быть использованы только углерод, содержащийся в вулканических породах, и вода.
Конечно, водка и на Луне не будет предметом первой необходимости. Важно другое: имея углерод, водород, азот, кислород, можно синтезировать сотни тысяч самых различных органических соединений, начиная от пластмасс и кончая питательными веществами. Кстати, одно из таких искусственных веществ — мочевина, уже используется на корм скоту.
Первые жилища, выстроенные на Луне, будут представлять собой надувные палатки из армированной пластмассы с металлизированной поверхностью для защиты от метеоритов, установленные в глубине лунных пещер. Если готовых пещер не окажется, их нетрудно будет получить направленным взрывом. Как это ни странно, но поддерживать нормальную температуру в жилых помещениях даже при стаградусных морозах будет не очень трудно: раз на Луне нет воздуха, значит, нет ветра, и потери тепла возможны только лучеиспусканием. Ну, а эти потери ничтожны, тем более, что их сводит к минимуму блестящая металлизированная поверхность стен, превращающая палатки в настоящие термосы. Снизу же под палатки подложат толстый слой почти не проводящего тепла поропласта.
Более поздние и более капитальные лунные поселения будут напоминать города, проектируемые сейчас для дальнего Севера. Их составят куполообразные дома, связанные друг с другом крытыми переходами-улицами, автоматические оранжереи, подземные теплицы.
После того как на Луне заработают первые электростанции и химические заводы, она станет трамплином для еще более широкого, массового проникновения человечества в космос.
Если построить на Луне гигантскую катушку — соленоид и пропустить по ней электрический ток, то металлический сердечник, в данном случае летательный аппарат, нетрудно будет разогнать до скорости отрыва, составляющей там всего 8650 километров в час. Такого толчка достаточно, чтобы за двое-трое суток долететь по инерции до границы земной атмосферы. Здесь летательный аппарат погасит скорость аэродинамическим торможением, как это делали наши космонавты, и приземлится на любом земном аэродроме. Если толчок будет сильнее, то летательный аппарат сможет отправиться и к другим планетам Солнечной системы.
Впрочем, отправляясь к далеким мирам, не обязательно делать пересадку на Луне: быть может, удобнее будет дозаправить ракету на околоземной орбите топливом, доставленным сюда с Луны (это гораздо дешевле, чем поднимать его с Земли), и лететь дальше.
Следующим небесным телом, где люди захотят обосноваться после Луны, по всей вероятности будет Марс.
До него гораздо дольше и труднее добираться, чем до Луны, зато условия жизни для человека на нем гораздо удобнее.
Начать с того, что на Марсе есть атмосфера, состоящая из азота, аргона и углекислого газа. Значит, сразу решается вопрос с транспортом: обычные самолеты и дирижабли доставят вас в любую точку марсианской поверхности, тем более, что на Марсе почти всегда стоит тихая летняя погода.
Небо Марса густо-голубое, и метеоров в нем раз в 100 больше, чем на Земле: марсианская орбита расположена поблизости от пояса астероидов и к тому же благодаря меньшей силе притяжения атмосфера планеты простирается гораздо дальше, чем земная, захватывая, таким образом, больше космических частиц. Тем не менее опасаться их, как на Луне, не приходится, почти все они успевают сгореть, не долетев до поверхности. Космические лучи также вряд ли нанесут большой вред постоянным жителям Марса: вспомните об одном племени южноамериканских индейцев, уже многие сотни лет без всяких осложнений живущем в Андах на высоте 4000 метров в условиях повышенной космической радиации.
Колебания температуры на Марсе также вполне переносимы, климат здесь напоминает обычные условия полярных областей земного шара.
На основании работ советского астроботаника Г. А. Тихова, научно обосновавшего возможность существования простейших форм жизни на Марсе, американскими биологами были проведены интересные эксперименты. Они заключались в том, что в типично марсианские условия, то есть в атмосферу азота, на сухую почву, при разрежении атмосферы, соответствующем высоте в 22,5 километра, помещались многие виды бактерий, плесеней и дрожжей. Некоторые из них быстро погибли, зато другим такая обстановка пришлась по вкусу, и они начали интенсивно размножаться.
Более того, некоторые английские ученые считают возможным, что марсианские растения способны добывать кислород прямо из почвы, а животные — из растений. Ведь извлекают же животные земных пустынь из растений воду.
Как бы там ни было, а прожить на Марсе можно.
Уже существуют более или менее разработанные проекты марсианских поселков. Вот один из них, описанный английским ученым Феликсом Годвином в его книге «Освоение Солнечной системы».
Представьте себе огромную, диаметром в 60 метров, полусферу из пластмассовой пленки, стоящую прямо на красноватой марсианской почве и поддерживаемую изнутри несколько повышенным по сравнению с наружным давлением воздуха. Пленка продолжается и под землей, образуя на глубине 2-3 метров водо— и воздухонепроницаемое дно этого искусственно отграниченного мирка. Под куполом стоят четырехэтажный жилой дом современной архитектуры из алюминиевых и пластмассовых панелей, а также помещения спортзала, животноводческой фермы и мастерских. Все легкое, воздушное, светлое: сила тяжести на Марсе в два с половиной раза меньше земной, климат под куполом кондиционированный, ветров и гроз нет, только побрызгает иногда из легких установок искусственный дождь — вот и все. На крышах домов бассейны для зеленых водорослей, высоко вверх, пронзая прозрачный купол, уходят антенны радиостанций межпланетной связи. Неподалеку от купола стоит высокая водонапорная башня, сооружен небольшой аэродром, гараж для автомашин. Интересно, что добраться до них можно без всяких скафандров. Дело в том, что воздух под куполом обогащен кислородом, а это позволяет задерживать дыхание на несколько минут. Кстати, подобное обстоятельство делает жизнь под куполом безопасной: при внезапном его разрушении человек всегда успеет, задержав дыхание, добраться до специальных убежищ с аварийным снабжением кислородом.
Поселок рассчитан на 200 человек. Электроэнергией его снабжает гелиостанция мощностью в тысячу киловатт с зеркалом диаметром 60 метров.
Кислород и вода добываются прямо из почвы, как это предполагалось делать и на Луне. Поскольку купол герметичен, то с помощью растений, животных и соответствующей аппаратуры в нем достигается замкнутый кругооборот веществ.
Оригинально решается проблема отопления купола. Днем-то в нем тепло, как в оранжерее, а вот на ночь тепловую энергию приходится запасать в специальных аккумуляторах. Ими служат некоторые легкоплавкие соли, такие, как, например, глауберова, затвердевающая при комнатной температуре. Днем солнечные лучи растапливают эту соль, ночью она постепенно застывает, возвращая накопленное тепло.
Поскольку, как уже говорилось, растительная жизнь на Марсе возможна и под открытым небом, будущие марсиане смогут засевать специально выведенными сортами растений обширные поля, не накрытые пластмассовой крышей. Кстати, научные исследования, направленные на освоение марсианских пустынь, принесут пользу и на Земле при освоении пустынь нашей родной планеты.
Обогащение марсианской флоры человеком приведет к радикальному изменению состава атмосферы планеты, к насыщению ее кислородом. Интересен расчет этого процесса, сделанный Ф. Годвином.
Как известно, давление воздуха на Марсе в 12 раз меньше земного. Достаточно увеличить количество кислорода в атмосфере до 20%, и люди смогут там разгуливать без скафандров. Если считать, что марсианская растительность способна выделять 4000 тонн кислорода в день с каждого квадратного километра (это гораздо меньше, чем выделяет земная], а посевы ведутся только в приэкваториальных областях, занимающих около одной шестой части площади всей планеты, то для достижения желаемого результата понадобится всего 22 года. Как видите, вполне реально. Но... для этого необходимо, чтобы в верхних слоях марсианской почвы содержалось достаточно кислорода.
Проекты летающих зеркал-спутников известны давно. Однако удобнее, пожалуй, заменить зеркало гигантской линзой. Такие линзы можно применить, в частности, для местного улучшения марсианского климата. Идея заключается в том, что на большой высоте, выбранной с таким расчетом, чтобы линза все время находилась над одной и той же точкой марсианской поверхности, запускается пластмассовая линза-спутник, которая концентрирует солнечные лучи на площади, занимаемой человеческой колонией. Если удельный вес пластмассы не будет превышать удельного веса воды, то при толщине линзы в 1 миллиметр и диаметре 2 километра ее общий вес составит около четырех тысяч тонн. Причем, эта линза сможет обеспечить 30-градусную дневную температуру на площади в 2,5 квадратных километра.
Практическое осуществление проекта, несмотря на его кажущуюся простоту, связано с большими трудностями. Дело не только в подъеме 4 тыс. тонн груза на околомарсианскую орбиту, но и в управлении солнечной линзой, в обеспечении ее устойчивого и точного положения на орбите.
Кроме проектов первоначального освоения Луны, Марса, прикидываются возможности освоения Венеры, планы высадки на Юпитер, Сатурн, Меркурий. Правда, реальность этих прикидок под сомнением, у нас пока нехватает научных данных для их обоснования, но «времена меняются и мы меняемся вместе с ними».
Накапливаются новые данные, возникают новые планы. Одно несомненно: завоевание космоса не кончается после высадки человека на планету, а только начинается. Пройдут годы, десятилетия, и земные колонии пустят прочные корни во многих уголках Солнечной системы. Их будут населять не только пионеры-исследователи, но и постоянные жители, их будут волновать не только наука и научные открытия, но и работа космической промышленности и сельского хозяйства.
Бесспорно и то, что куда бы их ни забросили межпланетные корабли, люди всегда останутся людьми, и ничто человеческое не станет им чуждо.