Глава 19 ВСЕЛЕННАЯ НА СЛУЖБЕ ЧЕЛОВЕКУ
Близится день, когда посланцы Земли впервые в истории вступит на поверхность Луны, Марса, Венеры. Промелькнут годы, наполненные необычностью первых впечатлений, новизной первых открытий, и перед человечеством станет вопрос, что делать с освоенными небесными телами, как их использовать на благо человечеству.
Не грех подумать об этом и заранее, оценить возникающие возможности.
Мы уже касались таких возможностей в связи с проблемой искусственных спутников Земли. Сейчас мы подробнее рассмотрим перспективы, которые могут открыться перед наукой в результате освоения Луны, Марса, Венеры.
Не случайно особое внимание привлекает Луна. Прежде всего потому, что она, несомненно, будет первой целью межпланетных полетов: относительно ничтожное расстояние, отделяющее Луну от Земли, делает не только удобной сообщение с ней, но и позволяет подумать о некоторых формах использования Луны, невозможных в других случаях. Наконец, потому, что мы о Луне знаем гораздо больше, чем о каком-либо другом светиле, и можем правильнее оценить связанные с ней возможности.
Чтобы ответить на вопрос: «Что мы будем делать с Луной?» (впрочем, это касается и любого другого небесного тела), надо прежде всего установить, какие условия жизни ждут на Луне «командированных» на нее представителей Земли. Очевидно, если эти условия исключают пребывание людей на Луне в течение сколько-нибудь продолжительного времени, как, например, это будет на Меркурии с его 400-градусной жарой, то возможности использования Луны будут резко ограничены.
К счастью, в отношении Луны дело обстоит не так катастрофически, хотя, конечно, о комфорте земных условий на Луне придется забыть. Впрочем, такого комфорта не может предоставить, конечно, ни одна планета солнечной системы. Жизнь на Луне будет суровой, природа ее враждебна человеку, и ему придется самому обеспечивать себя всем необходимым для существования.
Решающим, конечно, является отсутствие атмосферы на Луне. Поэтому человек там должен находиться в костюме, изолирующем его от окружающего пространства. Костюм может быть обычным астронавтическим одеянием «пловцов» в мировом пространстве, о котором уже шла речь выше, либо может быть более сложным и совершенным. Во всяком случае, такой костюм будет весьма громоздким сооружением, по сравнению с которым средневековые рыцарские латы будут выглядеть, вероятно, более изящными. Сравнительно большой вес костюма не будет служить препятствием, так как вес на Луне в 6 раз меньше земного — центнер на Луне превращается в пуд. Так как человек, весящий на Земле 60 килограммов, на Луне «облегчится» до 10, то костюм, весящий даже 150 килограммов, доведет общий вес человека в костюме до 35 килограммов, то есть и при этом условии человек будет чувствовать себя примерно вдвое более легким, чем на Земле. Правда, подвижность человека определяется не только весом, но и массой, инерция которой должна быть преодолена. Так, например, какой-нибудь молоток будет на Луне весить в 6 раз меньше, чем на Земле, но размахивать им будет почти так же трудно. Поэтому люди, заключенные в громоздкие, массивные костюмы, будут по необходимости вести себя на Луне степенно, передвигаться медленно и, во всяком случае, не будут в состоянии совершать акробатических прыжков по 20 метров в длину и 5 метров в высоту, как об этом иногда пишут некоторые авторы.
Создание поселений на Луне будет вполне возможно, хотя и связано с большими трудностями. Жилыми помещениями для людей первое время будут служить, конечно, доставившие их на Луну межпланетные корабли. Затем могут быть смонтированы особые лунные палатки из сверхпрочной пластмассы. Постоянные жилища будет, вероятно, целесообразно устроить под поверхностью Луны, «подлунные» (по аналогии с подземными), если это, конечно, окажется возможным. Это будет иметь смысл с точки зрения теплоизоляции, герметизации, расхода строительных материалов, защиты от вредных воздействий мирового пространства и т. д. Постепенно под поверхностью Луны могут быть созданы целые подлунные города.
Все снабжение людей на Луне будет осуществляться, во всяком случае первое время, с Земли. Земля будет поставщиком воздуха, потребного для дыхания, пищи, воды, всех жизненных припасов. Затем постепенно лунное поселение сможет перейти на «самообслуживание».
Большое оранжерейное и парниковое хозяйство может служить источником снабжения кислородом, овощами и фруктами. Кислород можно будет добывать, вероятно, и из лунной почвы: ведь наша земная кора чуть ли не на 50 процентов состоит из кислорода.
Во многих минералах на Земле имеется вода; вероятно, ее удастся добывать и на Луне[123] не исключена возможность, что на дне самых глубоких впадин будет обнаружен и лед.
Основные продукты питания можно будет получать впоследствии синтетическим путем. Не исключено и создание животноводческих ферм. Таким образом, все необходимое для жизни на Луне можно обеспечить.
Поселение на Луне.
Для передвижения по поверхности Луны будет использоваться либо электрический транспорт — электромобили, а затем и электропоезда, либо тепловые двигатели, работающие на ракетных топливах, — газотурбинные, в некоторых случаях реактивные. В связи с неровностями лунной поверхности очень полезной была бы на Луне авиация, но из-за отсутствия воздуха обычной авиации там быть не может. Для этой цели можно будет использовать летательные аппараты, снабженные ракетными двигателями, создающими не только тягу, но и подъемную силу.
Связь между лунными жителями будет осуществляться по радио. Чтобы увеличить дальность действия радиосвязи, очень небольшую вследствие резкой кривизны лунной поверхности, каждый костюм-скафандр надо будет снабдить как можно более высокой антенной. Без антенны возможна будет связь не более чем на 2–3 километра; антенна высотой 15 метров удлинит этот радиус действия до 10 километров. Для беседы при непосредственной встрече могут быть использованы и устройства, подобные ларингофонам, применяющимся нашими летчиками в полете.
Когда мы думаем об использовании Луны и планет на службе человеку, то имеем при этом в виду три возможных направления такого использования: научное, промышленное и астронавтическое.
Научное значение первого поселения на Луне трудно переоценить. Астрономы получили бы в свое распоряжение обсерваторию, о которой они могут только мечтать. О преимуществах обсерваторий на искусственных спутниках уже было сказано выше. Обсерватория на Луне была бы еще более ценной. В частности, она была бы лишена недостатка обсерватории на спутнике, связанного с его относительно малой массой и потому значительной подвижностью, — неосторожное движение наблюдателя может на таком спутнике совершенно изменить положение телескопа. Это имеет особенно большое значение при фотографировании с длительными выдержками, а ведь именно там, вне земной атмосферы, такое фотографирование, столь ценное для астрономов, может быть применено в полной мере. На Земле рассеянный свет даже в самую темную ночь засвечивает пластинку при большой выдержке, что не позволяет, в частности, фотографировать слабые туманности, далекие звезды и т. д. Кроме того, некоторые невозможные на Земле наблюдения за звездами и планетами позволит осуществить лунная ночь, длящаяся две земные недели.
Изучение космических лучей будет поставлено на совершенно новую основу. Много ценнейших исследований смогут провести на Луне физики, химики, биологи, физиологи, врачи и т. д.
Конечно, подробному изучению будет подвергнута сама Луна. Будет сделан важный вклад и в изучение планет: на Луне будут использованы телескопы с гораздо большим увеличением и несравненно лучшим качеством изображения, чем в земных обсерваториях, что позволит, в частности, получать идеальные фотоснимки планет. С другой стороны, визит на Луну позволит подвергнуть критической оценке многие методы наблюдения и изучения планет, применяющиеся астрономией (и на основании проверки правильности земных наблюдений за Луной и по данным наблюдений с Луны за Землей). Будет выяснен химический состав веществ, образующих поверхность Луны; до сих пор, несмотря на близость Луны, ученые ничего об этом не знают — тогда как состав звезд, находящихся в миллиарды раз дальше, хорошо известен благодаря тому, что они сами излучают свет.
Наблюдения за Землей дадут много ценного материала для географов и метеорологов.
Много полезного получат от визита на Луну геологи в отношении выяснения процессов образования Земли, влияния атмосферных явлений на характер земной поверхности и т. п. В частности, глубокие шахты, вырытые на Луне, позволили бы сделать важные выводы о строении глубинных слоев земной коры, так как процессы образования Земли и Луны были, очевидно, аналогичными, а для получения таких же выводов на Земле пришлось бы прорыть в 10–15 раз более глубокие шахты, что вряд ли возможно.
Короче говоря, Луна станет в будущем обширнейшей научной лабораторией, и филиал Академии наук, организованный на Луне, станет поставщиком неоценимой научной информации.
Заманчивы возможности промышленного использования Луны. Этой теме посвящены статьи в научных и научно-популярных журналах Англии, США и других стран. Например, еще в 1952 году Кларк, бывший тогда президентом Английского межпланетного общества, поместил в журнале этого общества (в номере за апрель) статью, которая так и называлась: «Что мы будем делать с Луной?». В ней подробно рассматривались возможности подобного использования спутника Земли.
Что же привлекает зарубежных ученых в этой идее промышленного использования Луны, а затем и планет солнечной системы?
По их мнению, на Луне могут быть созданы рудники для добычи многих ценных ископаемых — металлов и минералов, а по некоторым предположениям, тяжелые металлы, заключающиеся в метеоритах, могут быть обнаружены непосредственно на поверхности Луны. Некоторые авторы пишут о возможности создания на Луне различных химических заводов, в частности, по производству топлив для ракетных двигателей. Для питания энергией всей этой лунной индустрии предлагается использовать солнечные силовые установки огромной мощности. Ведь теоретически с одного гектара лунной поверхности может быть получена за счет солнечного тепла мощность до 15 тысяч киловатт. Правда, такие солнечные энергостанции на Луне смогут работать лишь в течение лунного «дня», то есть примерно двух земных недель, а затем столько же времени не будут освещаться солнцем. Поэтому, как пишут авторы таких предложений за рубежом, придется устраивать кольцевание этих станций, расположенных на большом расстоянии друг от друга, чтобы всегда хоть одна из них была освещена солнечными лучами. По мнению авторов всех этих предложений, продукцию лунных заводов можно либо использовать на месте, либо отправлять на Землю. Необходимая для этого затрата энергии будет в 20–25 раз меньше, чем потребная для отправки такого же груза с Земли на Луну — ведь скорость отрыва от Луны равна всего 2? километра в секунду.
Строительство поселения на Луне.
Исключительно велики возможности астронавтического использования Луны — она может стать своеобразным «окном в Космос». Луна будет не только первой целью межпланетного полета, но и имеющим важнейшее значение учебным центром для подготовки дальних межпланетных полетов, тренировки астронавтов, испытания кораблей, аппаратуры и т. д. На Луне будет, вероятно, в будущем функционировать постоянный «учебный лагерь» Высшей астронавтической школы, в котором будущие астронавты будут завершать свою теоретическую и практическую подготовку.
Важную роль будет играть Луна и в качестве промежуточной станции для дальних межпланетных кораблей в случае, если на ней можно будет наладить производство ракетного топлива. Организация такого производства будет едва ли не самой важной и первоочередной задачей людей на Луне. Вряд ли могут быть сомнения, что эта задача может быть решена; в частности, этому будет в большой мере способствовать изобилие энергетических ресурсов на Луне. В качестве рабочего вещества для атомных реактивных двигателей будет производиться сода; для химических жидкостных ракетных двигателей можно будет организовать производство жидкого кислорода, различных металлогидридов, то есть соединений металлов с водородом, кремневодородов и других горючих.
Для заправки топливом межпланетных кораблей с Луны им вовсе не обязательно совершать на нее посадку. Кораблю будет достаточно стать на время спутником Луны, чтобы перехватить контейнеры с топливом, посылаемые на соответствующую орбиту с Луны. Можно воспользоваться для этой цели и предложенным Кондратюком искусственным спутником Луны, на котором заранее будут накоплены большие количества доставляемого с Луны топлива. Круговая скорость относительно Луны вблизи ее поверхности равна всего 1,7 километра в секунду, так что снаряд, выстреленный из современной дальнобойной пушки, установленной на Луне, мог бы стать ее вечным спутником.
Целесообразно будет снабжать с Луны топливом также и спутники Земли; для этого понадобится немногим больше топлива (примерно на 20 процентов), чем для отправки его на спутник Луны. Кстати сказать, и создание больших межпланетных станций у берегов Земли, по-видимому, будет целесообразно осуществлять на Луне, откуда можно перебрасывать их на орбиты у Земли.
Особенности Луны — малая скорость отрыва, отсутствие атмосферы, большие энергетические ресурсы — могут сделать рациональной отправку грузов на спутники Луны и Земли, а также на самую Землю с помощью не ракет, а электромагнитной метательной установки — катапульты. Вообще говоря, с точки зрения затраты энергии на разгон межпланетного снаряда такая катапульта выгоднее ракеты. В любой катапульте приходится затрачивать энергию только на разгон самого корабля, тогда как в случае ракетного взлета большая часть расходуемого топлива затрачивается на ускорение самого же топлива, масса которого во много раз превышает массу корабля. Однако применение катапульт для взлета межпланетных кораблей с людьми практически исключается в связи с ограничением допустимого ускорения; длина такой катапульты должна была бы составить вследствие этого многие сотни километров. Другое дело — запуск грузовых кораблей с топливом, материалами, сырьем. В этом случае ускорения могут быть гораздо большими и длина катапульты соответственно много меньше.
В артиллерийских орудиях при выстреле ускорение снаряда может в десятки тысяч раз превышать ускорение земного тяготения. Однако даже при гораздо меньших ускорениях создание электромагнитной катапульты становится вполне возможным, в особенности на Луне, где потребная конечная скорость корабля гораздо меньше, чем на Земле.
Отсутствие атмосферы на Луне устраняет дополнительное препятствие для применения катапульт, существующее на Земле, — нагрев корабля во время разгона. При запуске корабля катапультой с Земли он должен лететь в плотном воздухе с огромной скоростью, вследствие чего даже в лучшем случае оболочка корабля сильно пострадала бы из-за аэродинамического нагрева. Теоретически температура может стать равной многим десяткам тысяч градусов, отчего оболочка мгновенно испарится. Единственное спасение корабля при этом должно заключаться в его скорости — он должен мгновенно пронизать плотную атмосферу и уйти на такие высоты, где нагрева не будет. Короче говоря, земная атмосфера делает запуск корабля катапультой практически невозможным. Это препятствие отпадает на Луне.
В электромагнитной катапульте для разгона корабля будет использован тот же принцип, на котором основано устройство всех электрических машин — генераторов и двигателей, играющих такую важную роль в современной технике. Как известно из физики, при движении электрического проводника в магнитном поле в этом проводнике возникает электрический ток, если проводник, перемещаясь, пересекает магнитные силовые линии; так именно устроены генераторы электрического тока — динамо-машины. Наоборот, если по проводнику, находящемуся в магнитном поле, заставить течь ток, то проводник начнет перемещаться в этом поле; это использовано в устройстве электродвигателей. В динамо-машине механическая энергия (вращение якоря) преобразуется в электрическую, в электродвигателе, наоборот, электрическая энергия — в механическую.
Очевидно, в нашем случае должен быть использован принцип электродвигателя, так как механическая работа — разгон корабля, то есть сообщение ему нужной кинетической энергии, должна быть осуществлена за счет расходуемой электрической энергии.
Катапульту можно представить себе так. Между плоскими полюсными башмаками электромагнитов создается мощное магнитное поле. В этом поле может передвигаться плоский якорь катапульты. Когда в обмотке якоря появляется ток, якорь начинает перемещаться вдоль полюсных наконечников электромагнита. С якорем связан разгоняемый корабль. Такие катапульты уже применяются в настоящее время для запуска самолетов.
С помощью электромагнитной катапульты можно было бы каждые несколько часов отправлять с Луны грузовые корабли-контейнеры, содержащие, допустим, 1 тонну топлива. Это топливо накапливалось бы на спутнике Луны и использовалось затем для заправки межпланетных кораблей, что имело бы огромное значение для будущего межпланетных сообщений. Уже одно это полностью оправдало бы создание поселения на Луне.
Конечно, намеченная выше в общих чертах программа освоения Луны — задача, рассчитанная на многие десятилетия.
Условия жизни на Марсе будут, очевидно, более легкими, чем на Луне. Кислород можно будет черпать из атмосферы Марса, правда очень разреженной — считается, что содержание кислорода в атмосфере Марса по крайней мере в 1000 с лишним раз меньше, чем в земной. Вода также имеется и на поверхности и в атмосфере Марса, хотя и в очень малых количествах. На Марсе имеется растительность. Температура на Марсе не падает ниже минус 70°[124] как и у нас на Земле. Однако без астронавтического скафандра и на Марсе обойтись не удастся: атмосфера там слишком разрежена.
Исключительно ценными должны быть научные результаты экспедиции на Марс. Наконец-то будут разрешены многочисленные загадки Марса, волнующие умы ученых и вдохновляющие фантазию писателей.
Фотоснимки Марса, показывающие наличие на нем атмосферы. Левая половина снимка сделана в красных лучах, фиксирующих поверхность планеты. Правая половина снимка сделана в ультрафиолетовых лучах, фиксирующих границу атмосферы (перерисовка с фотографий).
Какие заманчивые перспективы откроются перед учеными, когда им будет предоставлена возможность побывать на Марсе, как обогатятся наши знания, как двинется вперед наука!
Конечно, на Марсе могут быть созданы и поселения людей, подобные лунным, и промышленные предприятия. Сравнительная отдаленность Марса от Солнца делает малоэффективным использование солнечной энергии, и основным поставщиком энергии на Марсе должны быть, вероятно, атомные электростанции. Астронавтическое значение Марса может оказаться очень большим, когда люди перейдут к осуществлению межпланетных полетов третьей очереди — к внешним планетам солнечной системы. Дальние межпланетные корабли будут, надо думать, заправляться топливом с Марса. Вероятнее всего, это топливо будет предварительно накоплено на спутниках Марса — Фобосе и Деймосе. Конечно, производство ракетного топлива надо будет организовать для этой цели на Марсе.
О таинственной соседке Земли — Венере — ученым известно немного. Уж очень тщательно скрывает она свои секреты за непроницаемым слоем облаков, неизменно окутывающих эту планету. Венера имеет мощную атмосферу,[125] о составе которой известно мало. Твердо установленным можно считать только то, что в ней очень много углекислоты — во много раз больше, чем в земной атмосфере. Кислорода в атмосфере Венеры почти не обнаруживается, воды по крайней мере в 10 раз меньше, чем в земной атмосфере. Следует отметить, что все эти выводы сделаны по данным спектрального анализа газов, находящихся над слоем каких-то непрозрачных облаков. Состав самих облаков и газов, находящихся под ними, неизвестен. Поэтому об условиях жизни на Венере пока сказать ничего определенного нельзя, за исключением разве того, что температура на ее поверхности может превышать 100°. Очевидно, что только посадка космического корабля на поверхности Венеры сможет разрешить все эти загадки.[126]
Конечно, многое еще следовало бы сказать о возможностях, которые будут открываться перед людьми по мере того, как уносящие их межпланетные корабли будут забираться все дальше от Земли в глубь солнечной системы, когда будут совершаться посадки на все новых небесных телах. Но и то, о чем было сказано выше, что будет осуществлено уже после первых побед астронавтики, может иметь настолько важное значение для будущего научно-технического прогресса человечества, что целесообразность усилий, направленных на осуществление межпланетного полета, становится вполне очевидной.
Впрочем, всех возможностей, которые откроются перед людьми в связи с дальнейшим развитием и успехами астронавтики, сейчас и не предусмотришь.
Вот, например, обычно не упоминается принципиально существующая возможность активного вмешательства человека в жизнь солнечной системы. Используя реактивную технику, в особенности атомно-реактивную, можно при желании изменить пути движения небесных тел по их орбитам, заняться переустройством солнечной системы.
Чтобы изменить путь какого-нибудь небесного тела, нужно установить на нем мощную батарею реактивных двигателей, работающих на атомном или химическом топливе, и включать эти двигатели в строго определенные моменты. Конечно, при современном уровне развития реактивной техники так можно изменить путь только сравнительно небольших небесных тел. Впрочем, Луна не так уж мала, а ее путь вокруг Земли можно было бы при желании изменить уже сейчас.
Для этого нужно, чтобы молекулы газов, вытекающих из жидкостных ракетных двигателей, установленных на Луне, обладали большей скоростью, чем скорость отрыва от Луны, равная, как известно, 2? километра в секунду. Тогда они навеки расставались бы с Луной, сталкивая ее с той орбиты, по которой она обращается вокруг Земли.
Такое воздействие на орбиту Луны могло бы сослужить когда-нибудь большую службу людям — например, предотвратить возможное через многие миллиарды лет падение Луны на Землю (если правильны взгляды некоторых ученых, высказывающих такое предположение) или же, наоборот, приблизить Луну к Земле, если это дозарезу понадобится астронавтам.
Но, пожалуй, более реальными выглядят проекты воздействия на орбиты астероидов. Конечно, изменить орбиту какого-нибудь астероида не представило бы особого труда даже для современной ракетной техники, но есть ли в этом какой-либо смысл?
Оказывается, есть. Не исключена возможность устройства на каком-нибудь подходящем астероиде космической «зимовки», вроде тех, что устраиваются на льдинах, дрейфующих в Северном Ледовитом океане. Только в отличие от полярных станций, исследовательская станция на астероиде дрейфовала бы в Космосе не по своим извечным, естественным путям вокруг Солнца, а по новой орбите, избранной и установленной самими обитателями станции.
«Переустройство» солнечной системы.
Вот тут-то и пригодится этот способ изменения орбит небесных тел! Какие только маневры не удастся проделывать в Космосе на астероиде, превращенном в межпланетный корабль. В частности, можно превратить его и в спутник Земли, как это предложил в 1957 году польский инженер Гейслер.
Но мысль об астероидах приходит не только в связи с этим. Если можно отправить какую-нибудь из крохотных планеток в далекое путешествие вокруг Солнца или в полет вокруг Земли, то можно ведь и так изменить ее природную орбиту, чтобы планетка упала на Землю. Это столкновение двух небесных тел, вызванное человеком, может представлять, оказывается, большой смысл, и вовсе не только научный.
Дело в том, что некоторые астероиды могут состоять из очень ценных и редких на Земле веществ, например, платины и других редких металлов. Даже в обычных метеоритах содержание этих металлов весьма велико, иногда в десятки раз больше, чем это необходимо для экономически выгодной добычи. А ведь можно попытаться разыскать астероиды, в которых таких металлов содержится еще больше. Вот почему может оказаться целесообразной «межпланетная охота» — погоня за астероидами и доставка их на Землю с целью использования содержащихся в астероиде металлов. Конечно, для этого надо будет обеспечить безопасное приземление космических рудных «месторождений», иначе столкновение тысячетонной массы с Землей может стоить слишком дорого.
Можно было бы предложить и другие варианты целесообразного вмешательства людей в размеренную жизнь солнечной системы. Но об этих возможностях еще будет достаточно времени подумать грядущим поколениям.