В 1966 году Джерард О'Нилл преподавал физику в Принстоне. Его подопечными были студенты первого курса, которые скептически относились к новым научным изысканиям. Чтобы заинтересовать учащихся преподаватель поинтересовался у них, можно ли считать поверхность нашей планеты оптимальным местом для дальнейшего развития человечества.
Споры и логические рассуждения привели к выводу о необходимости космической колонизации.
Эскиз станции «Остров 1». Источник изображения: miotd.com
В качестве первого варианта (он позднее получил название «Остров-1») была предложена вращающаяся сфера с окружностью в 1 милю. Диаметр этого сооружения должен был равняться 512,27 метра.
Для обитания людей была предназначена экваториальная область сферы. Причем люди должны были жить на ее внутренней поверхности.
А сейчас небольшой экскурс в физику:
Люди привыкли жить в условиях гравитации, которая обеспечивается силой тяжести нашей планеты. Однако если космический корабль движется с ускорением равным ускорению свободного падения на Земле, то люди внутри корабля будут иметь тот же вес, что и на нашей планете. Отличить вес обеспеченный силой тяжести от веса обеспеченного ускорением человек не сможет, и условия жизни будут не менее комфортными, чем на Земле. Движение по окружности всегда ускоренное и центробежная сила придаст человеку вес. Так что дискомфорта от невесомости у человека не будет. Правда, головы всех людей будут направлены к центру сферы, независимо от той точки на внутренней поверхности сферы, на которой стоит человек.
Этот проект заинтересовал НАСА и по заданию агентства в Стэнфордском университете разработали альтернативную модель. Эта модель представляла собой тор диаметром в 1600 метров. Этот тор также должен был создавать искусственную гравитацию за счет вращения.
В ответ на разработку Стенфордского университета Джерард О'Нилл создал новый вариант своего проекта под названием «Остров-2». Это снова была сфера, но с увеличенным диаметром до 1600 метров.
Джерард О'Нилл. Американский физик, преподаватель Принстонского университета. Источник изображения: exchange.prx.org
В 1974 году в журнале «Физика сегодня» вышел проект «Остров-3», который Джерард О'Нилл разработал совместно со студентами Принстонского университета.
Остров 3
Эскиз «Острова 3» Рика Гвидича. Источник изображения: space.nss.org
На сей раз публике был предоставлен проект, состоящий из 2-х цилиндров, вращающихся в противоположных направлениях. Диаметр каждого из цилиндров 5 миль и длина до 20 миль. Они были предназначены для жизни людей. В осевой части этих цилиндров была бы невесомость — она предназначается для ремонта различных механизмов и отдыха людей. К цилиндрам крепились внешние кольца различных диаметров, максимальное по размеру кольцо имеет диаметр 20 миль. Эти кольца должны были вращаться с различными скоростями и предназначены для сельскохозяйственных угодий.
Согласно расчетам, для создания приемлемой гравитации на внутренней поверхности цилиндров, они должны вращаться со скоростью 40 оборотов в час. Это относительно невеликая скорость, и лишь небольшое количество людей будут страдать от подобия морской болезни. Влияние кориолисовой силы проявится лишь в том, что падающие предметы будут на несколько сантиметров отклоняться от вертикали.
Эскиз Рика Гвидича как мог бы выглядеть цилиндр О' Нилла изнутри . Источник изображения: space.nss.org
Для дыхания авторы проекта предложили заполнить цилиндры смесью кислорода 40% и азота 60% с давлением в половину атмосферного. Такая смесь вполне пригодна для дыхания человека, а давление на стенки комплекса окажется вдвое меньше. Подобная смесь должна обеспечить и защиту от космических лучей.
С внешней стороны цилиндра создатели проекта предусмотрели окна, идущие полосами, которые снабжены зеркалами. В открытом состоянии зеркала направляют внутрь свет, необходимый для жизнедеятельности людей, а в закрытом создают ночь и позволяют избавиться станции от излишнего внутреннего тепла. Эти стекла не сплошные, а состоят из небольших секций, так что в случае попадания метеорного тела больших проблем с потерей атмосферы на время ремонта не возникнет. Для большей безопасности стекла должны выполняться из особопрочного эластичного материала.
Цилиндр О'Нилла. Вид сбоку. Автор изображения: Дональд Дэвис (www.donaldedavis.com)
Пространственная ориентация, по замыслу разработчиков, должна была осуществляться за счет гироскопического эффекта связанных между собой цилиндров. Первоначальная раскрутка должна осуществляться посредством моментального колеса — некоего подобия маховика.
Размещать подобные станции Джерард О'Нилл предлагает в точках Лагранжа – местах, где гравитация Луны и Земли уравновешивается.
Электромагнитная катапульта для запуска с Луны. Эскиз. Источник изображения: spaceflight1.nasa.gov
Доставка материалов для космических станций дело очень дорогое, поэтому доставлять их выгоднее с Луны посредством электромагнитной катапульты.
В своем научно-фантастическом романе 1973 года «Свидание с Рамой» Артур Кларк красочно описал вращающийся космический корабль цилиндрической формы названный в честь Рамы, который примерно на 50% длиннее классического 20-мильного цилиндра О'Нила.
Художник Эрик Брюнетон создал поразительную трехмерную анимацию этого корабля:
Как вы думаете, научатся ли когда-нибудь люди строить подобные космические корабли? Поделитесь своим мнением в комментариях.
Если вам понравилась статья, поставьте лайк и подпишитесь на канал Научпоп. Наука для всех. Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!