Последний оплот изобретателя

Фото: Pete Stoppel, www.solos-art.com

Пусковая петля

Она же петля Лофстрома – в честь автора, американского инженера Кейта Лофстрома, который впервые описал свою идею в 1981 году на Форуме читателей американского Общества астронавтики. Проект задуман для запуска на орбиту космических аппаратов, в том числе с туристами. Пусковая петля – это трубка, внутри которой подвешен ротор – железный шнур диаметром 5 см. Он движется внутри своей оболочки со скоростью 14 км/с. Сама же оболочка – петля – за счет момента инерции вращающегося шнура поднимается от земли на 80 км, затем проходит на этом уровне 2000 км (конечно, благодаря специальным опорам), опускается и следует к исходной точке. Внутри петли вакуум, чтобы ротор испытывал как можно меньше сопротивления.

Чтобы с помощью такой конструкции запустить груз в космос, его сначала поднимают на «лифтовом кабеле», свисающем с погрузочной станции, на направляющие рельсы плоского разгонного участка. Разгонный блок создает магнитное поле, из-за которого в роторе возникают вихревые токи. Они поднимают груз над кабелем и толкают его вперед, пока не разгонят до орбитальной скорости и объект не покинет разгонный участок.

Экономически запуск с помощью «шнурка», конечно, намного выгоднее, чем отправка в космос на космическом лифте (подробнее о нем читайте в «ММ» № 4 за 2016 год. – Ред.). Система Лофстрома дешевле, не требует разрабатывать новые материалы и позволяет совершать больше запусков с большей полезной нагрузкой. Она не зависит от погоды и почти не загрязняет окружающую среду. 

При этом есть и трудности, пока не разрешенные. Раскрученная петля будет запасать огромное количество энергии в виде импульса. Если конструкция на каком-то участке разрушится, выделение всей запасенной энергии будет сравнимо со взрывом атомной бомбы. Так что пусковую петлю придется размещать подальше от населенных пунктов, например, над океаном у экватора. Также пусковой петле понадобятся электронное управление магнитной левитацией, система поддержания вакуума и т. д. Одним словом, до реализации пока далеко.

Космический фонтан

Еще одно приспособление, чтобы покинуть планету, проект целого коллектива авторов – Роберта Л. Форварда, Марвина Мински, Джона Маккарти, Ханса Моравеца, Родерика Хайда, Лоуэлла Вуда. Если кто-то заинтересуется, читайте книгу Indistinguishable From Magic Роберта Л. Форварда. Космический фонтан – это башня, которая, пронизывая плотные слои атмосферы, поднимается до нижней границы космоса. Все понимают, что строительство реальной башни «до неба» – идея провальная: верхние этажи разрушат основание (а строители не смогут договориться, поскольку владеют разными языками). Нет, наш фонтан – это полая конструкция, которая является башней за счет потока мельчайших гранул внутри нее. Они-то и выводят фонтан в верхние слои атмосферы благодаря своему начальному импульсу. Чтобы легче было вообразить, представьте себе огромные надувные фигуры, которые оживают с помощью нагнетателя воздуха.
Нижняя часть космического фонтана – это гигантский ускоритель гранул (и груза, который они перевозят). Здесь гранулы получают кинетическую энергию и стремятся вверх со скоростью 14 км/с, чтобы передать энергию и груз в верхнюю часть башни. Далее гранулы отражаются от специального дефлектора и падают, чтобы разогнаться снова.

Плюсы такой идеи – никакой экзотики (достаточно доступных материалов), никаких сборок от геостационарной орбиты – все стоит на Земле, причем в любой ее точке, и ничего не мешает полетам спутников. А недостаток фонтана – непрерывный расход энергии.

Гибралтарский тоннель

Из всех проектов в нашей подборке этот наиболее близок к реальному воплощению. Связать Европу и Африку инженеры предлагают еще с 1930 года. Теоретически простейший способ для этого – соединить Испанию и Марокко: между их ближайшими точками всего 14 км. Но практически проложить железнодорожный тоннель в самом узком месте невозможно: слишком большая глубина и слишком твердые породы находятся подо дном. Поэтому тоннель получится более длинным (36,8 км) и слегка изогнутым: он начнется у испанской деревни Пунта Палома, нырнет под море на глубину 100–389 м, а снова выйдет на поверхность рядом с городом Танжер в Марокко.

Еще в 2004 году Испания и Марокко договорились реализовать наконец совместный проект, однако до сих пор этому что-то мешает. Например, в 2008 году пробное бурение показало, что в середине пролива находятся два глубоких пласта глинистых почв, которые станут помехой при прокладке тоннеля.

Тогда, возможно, от идеи «традиционного» тоннеля придется отойти и использовать, скажем, проект испанца Галлего Херрера, который предлагал концепт плавучего тоннеля, что будет проходить на небольшом расстоянии от поверхности пролива. Инженер представлял его как металлическую 15-километровую трубу (не круглую в разрезе, а в виде эллипса), составленную из 75 отдельных 200-метровых отрезков. Обладая приличным запасом плавучести, труба удерживалась бы на заданной глубине с помощью стальных канатов, которые прикреплены к железобетонным кессонам на дне Гибралтарского пролива.

Железная дорога из Китая в США

Амбициозные китайцы планируют ездить на поездах прямиком в США, минуя Сибирь, Аляску и Канаду. 13 тыс. км (длиннее нашей Транссибирской магистрали!) останутся позади всего через два дня, если поезд будет лететь со средней скоростью 350 км/ч. Эксперты смотрят на такие планы скептически: строительство «Нового Шелкового пути» потребует грандиозных кредитов; помимо наземной части пути, китайцам придется прокладывать 200-километровый тоннель под Беринговым проливом, чтобы попасть из России на Аляску; в гористых местностях Евразии инженерных проблем будет не меньше. Еще один вопрос: кто будет управлять трансграничной магистралью, а кто – обслуживать ее на тысячекилометровых отрезках, где люди не живут? Помимо инженерных чудес, китайцам предстоит совершать дипломатические и градостроительные. Однако, если верить газете Beijing Times, китайско-американская железная дорога – это только один из международных проектов, которые сейчас разрабатываются в Поднебесной. Помимо него, есть еще линия от Лондона через Париж, Берлин, Варшаву, Киев и Москву, которая затем разойдется на две ветки – до Китая через Казахстан и до Хабаровска через Восточную Сибирь. Вторая линия пойдет из Китая в Германию через Казахстан, Узбекистан, Туркменистан, Иран и Турцию. Третью проложат в Сингапур через Вьетнам, Камбоджу, Таиланд и Малайзию. 

Тоннели, лифты, навесные тросы… В этом нет ничего фантастического, вопрос технологий и денег. А вот у американского фантаста Роберта Хайнлайна было все куда масштабнее. В одном из рассказов он отказался от индивидуального транспорта в принципе. «Дороги должны катиться» описывает целые города, которые перемещаются по Америке вместе с людьми. Конечно же, произведение не о городах на колесах, но само по себе такое предположение очень интересно. А в одном из самых известных научных мультсериалов для взрослых Futurama люди в заставке перемещаются по пневмотрубам. Все это литературный вымысел, но ведь когда-то и телефон с телеграфом существовали только в воображении нескольких безумцев. Кто знает – может быть, однажды у каждого в подъезде будет своя капсула для пневмотрубы в ближайший магазин?