Карл Гильзин - Эта удивительная подушка
Иногда шар покрывают тончайшим слоем алюминия, делая поверхность пузыря зеркальной. Так поступают, чтобы лучше видеть шар с помощью радиолокатора, когда движение его должно измеряться точно, а также днем. Например, если спутник-пузырь служит для целей геодезии, то есть точного определения расстояний между разными пунктами на Земле. Шар, скользящий высоко в небе, служит точным «метром» для измерения Земли! А также в тех случаях, когда шар используется для передачи, ретрансляции радиосигналов. Радиолуч, посланный с Земли, хорошо отражается от металлизованной поверхности шара и может быть принят как радиоэхо в точках земной поверхности, далеко отстоящих от станции, пославшей луч.
Подобные радиоретрансляционные спутники, запускавшиеся в США, получили название «Эхо». С их помощью было проведено много важных научных исследований, в которых приняли участие и советские ученые. Первый спутник «Эхо» имел диаметр тридцать метров, второй — сорок метров. Как многоэтажные дома! Не так просто испытывать и проверять подобные «шарики». Вспомнили даже об одном виде спорта, которым увлекались лет сорок назад — прыжках на небольших воздушных шарах. При сильном толчке спортсмен пролегал на шаре-прыгуне несколько десятков метров. Потом снова толчок — и опять полет. Вспомнили и — приспособили шар-прыгун для проверки оболочки спутника.
Синтетическая пленка, из которой изготовляется шар, имеет ничтожную толщину, около сотой доли миллиметра, а слой алюминия на ней еще вдвое тоньше. При запуске с Земли оболочка упаковывается в контейнер размером чуть больше полуметра, и только на орбите превращается в огромный шар — гигантский мыльный пузырь в космосе. Есть и проекты выдувания подобных пузырей прямо в космосе.
В космосе все не похоже на Землю и надувается шар тоже не так, как обычные земные аэростаты. Воздуха в шаре почти нет, только тот, что был внутри упакованной оболочки. Надувает шар твердое вещество. Внутрь оболочки закладывается немного кристаллов, которые потом, в космосе, под действием солнечных лучей начинают испаряться, возгоняться. Понемногу шар надувается образующимися парами. Происходит это медленно, полностью шар надувается за несколько часов, а вначале — даже за десять суток! Давление внутри шара крайне мало, в десятки и сотни тысяч раз меньше атмосферного. Больше и не надо, ведь снаружи — вакуум. Вот какой необычный космический пузырь…
Космос вовсе не пуст, его пронизывают, в частности, мельчайшие частички вещества — микрометеориты. Под их ударами и под влиянием других воздействий космоса шар постепенно теряет свои идеальные очертания и становится бесформенным. Однако это происходит, как показал опыт, не быстро — первый спутник «Эхо» просуществовал на орбите почти восемь лет, а его отражательная способность снизилась всего на два процента. Он совершил за это время более тридцати пяти с половиной тысяч оборотов вокруг Земли и прошел путь более полутора миллиардов километров!
Ученые ищут средства удлинения срока жизни космических пузырей для ретрансляции радиопередач. Одно из предложений оказалось совершенно неожиданным: если именно оболочка шара выходит из строя, то — долой оболочку! Но что же тогда останется от шара?!
Опыт показал полную осуществимость оригинальной идеи. На оболочку шара натягивается тончайшая металлическая сетка, а затем, в космосе, когда шар надувается, оболочка… исчезает! Она изготовляется из синтетической пленки, испаряющейся под действием ультрафиолетовых лучей Солнца. Похожую пленку пытаются, кстати, использовать теперь и для обычной упаковки продуктов, иначе отходы пленки грозят буквально затопить нашу планету! Когда пленка испарится, то по орбите будет мчаться лишь шарообразная проволочная сетка, которая, собственно, и нужна в качестве радиоантенны — отражателя сигналов. Такой ажурный шар не боится, конечно, микрометеоритов, разреженная атмосфера оказывает ничтожное сопротивление его движению, меньше сказывается и давление солнечных лучей. Значит, и работать на орбите этот необычный ретранслятор будет дольше.
Специалисты в области космонавтики видят большие перспективы применения надувных сооружений в космосе и разрабатывают различные их проекты. Вполне можно говорить о зарождении небывалой «подушечной» космической архитектуры. В будущем, вероятно, в космическом пространстве и на поверхности небесных тел появится немало пневматических надувных конструкций.
Всегда найдут применение простейшие по форме сооружения — сферические, уже знакомые нам космические пузыри. Их назначение будет становиться все более разнообразным.
Перспективна идея космического пузыря, играющего роль своеобразной оболочки, отгораживающей рабочую зону в космосе. Внутри огромного прозрачного тонкопленочного шара космонавты будут вести строительные, монтажные и ремонтные работы. Гораздо удобнее, чем в открытом космосе. Меньше перепады температур и действие солнечной и космической радиации. Космонавтам и их инструментам не грозит опасность случайно потеряться в бескрайнем космическом пространстве, не нужно привязываться фалом — оболочка задержит.
Появятся временные надувные крыши над строительными площадками на Луне и планетах. Под крышей можно создать условия для работы без скафандра, напоминающие обычные земные.
Пневматические сооружения в космосе будут и надувной, и арочной конструкции. Воздушная арка небольшого сечения сможет нести на себе колоссальные космические сооружения.
Разрабатываются проекты надувных убежищ для космонавтов на Луне — небольших, рассчитанных на пребывание двух космонавтов в течение не более двух недель, и стационарных. Как показал опыт полетов кораблей «Аполлон», жить в лунном посадочном корабле неудобно, заведомо понадобятся специальные укрытия. Вполне могут найти применение надувные сооружения с твердеющим пенопластовым покрытием или созданные из специальной затвердевающей пленки, их модели уже испытываются.
Наибольший простор для творчества космических архитекторов предоставит сооружение постоянных населенных орбитальных станций, целых городов в космосе. Наряду с жесткими металлическими или пластмассовыми конструкциями здесь наверняка найдут применение и надувные. Некоторые из них испытываются, правда, пока на Земле.
Плавные, округленные очертания надувных сооружений кажутся особенно естественными в космосе, где, в отличие от земных условий, прямые линии — редкое исключение. Привлекает весьма важная для космоса простота возведения пневматических конструкций.
Предложено немало архитектурных проектов космических станций — в виде гигантских бубликов-торов, со «спицами», центральной «втулкой» или без них, в виде связки цилиндрических баллонов. Разрабатывается и технология сооружения подобных станций, в том числе и пенопластовых или желатиновых твердеющих конструкций.
Трудно сказать, какому из проектов будет в конце концов отдано предпочтение. Несомненно лишь, что подушке в космосе — большое место.
Часть 4. Подушка-призрак
Подушка исчезла
-с-с-с…
С каким противным свистом спускает всегда велосипедная шина, футбольная камера или резиновая надувная подушка! Кому нужна дырявая воздушная подушка? Да и какая она, собственно, воздушная, если воздух-то из нее весь вышел?!
Но погодите. Давайте-ка вспомним одну известную школьную задачу по математике: «Через одну трубу в бассейн вливается…»
Сколько хлопот было с этими трубами, через которые в бассейн вода вливается, а из него выливается. Боюсь, право, что они вам так надоели в школе, что вы и слышать о них не хотите…
Ну, тогда забудем пока о математике и поставим простейший физический опыт. Нет, не в физическом кабинете, а у себя дома, на кухне. В каждой кухне или ванной обязательно есть обыкновенная водопроводная раковина. А больше нам ничего и не потребуется. Так что ничто не будет гореть или взрываться, успокойте, пожалуйста, маму.
Мы у раковины. Она пуста, водопроводный кран закрыт. Откроем его немного — потечет вода. Но раковина будет по-прежнему пуста, вся вода сразу же уходит через большое сливное отверстие.
Приоткроем кран побольше — струя станет сильнее. На самом донышке раковины скопится немного воды. Еще отвернем кран — воды в раковине прибудет. Вот уже раковина заполнена наполовину. Хлещет из крана вода, но уровень ее в раковине остается неизменным, не повышается и не понижается.
Почему? Сколько воды в раковину вливается, столько и выливается. Как говорят в этих случаях, наступило динамическое равновесие. Динамическое потому, что вода все время льется через раковину, но в соревновании двух струй не выигрывает ни одна. Если просто налить воду в раковину и закрыть сливное отверстие, то уровень тоже будет неизменным, но это равновесие уже статическое.
