Освоение ближнего космоса – одна из первоочередных задач, стоящих перед человечеством. Все чаще звучат планы по освоению Луны и «человеческим» экспедициям на Марс. Пребывание на поверхности космических тел планируется сделать долгосрочным, поэтому остро стоит вопрос строительства на их поверхности обитаемых баз. Какой будет космическая архитектура, представляющая передовые достижения человечества? Сегодня этим вопросом озабочены не только специализированные организации, но даже химики и производители мебели.

Луна

Луна, пожалуй, на первом месте по вероятности посещения человеком в ближайшие годы. Кроме того, именно о Луне человечество обладает наиболее полным объемом необходимой информации, а также солидным портфолио проектов застройки.

Если вспоминать о первых идеях по созданию лунных баз, то многие делают акцент на  сложность и беспрецедентность задачи, вставшей перед проектировщиками. Луна оказалось скорее прекрасной моделью для ада, чем местом, где можно жить. Днем температура здесь поднимается до +1500 градусов Цельсия, ночью опускается до той же отметки, но со знаком минус. Из-за отсутствия атмосферы поверхность Луны не защищена ни от солнечной радиации, ни от падения метеорных частиц. Добавьте сюда отсутствие кислорода, воды, пищи и неизменный во все времена года скучный пейзаж – и вы поймете, что худшее место найти сложно.


Проект лунной базы от ЦНИИМАШ для РКК «Энергия»

РКК «Энергия» опубликовала предложения по лунной базе, подготовленные научными коллективами в 60–70-е годы прошлого века. Уже тогда для строительства лунной базы проектировали специальную строительную технику. На те же цели Федеральное космическое агентство намеревалось попросить денег в рамках ФКП на 2016–2025 годы: в тексте проекта программы были такие на первый взгляд удивительные проекты, как создание лунных экскаватора, грейдера и кабелеукладчика. Вообще если колонизация Луны подразумевает строительство там обитаемой базы, то особая техника понадобится. Несмотря на это, лунные грейдеры и экскаваторы продержались в проекте ФКП недолго: после первого рассмотрения проекта в министерствах эти программы вычеркнули.


Как нам покорить новые космические рубежи? Может быть, стоит вновь попробовать атомные двигатели?


Идея построить лунную базу и затем лунный полигон в районе Южного полюса Луны была предложена в проекте Концепции российской лунной программы, подготовленной учреждениями РАН, предприятиями «Роскосмоса» и МГУ. Там ставилась цель создать к середине века обитаемую базу на Луне и лунный полигон с возможностью добычи на спутнике Земли полезных ископаемых.

Проект 3D-печати зданий из подручных материалов – самый распространенный. Над подобным проектом Европейское космическое агентство (ESA) работает в сотрудничестве с известным архитектором Норманом Фостером. Модель базы рассчитана на 3D-печать из полуторатонного бруска лунной почвы.


Лунная база от Европейского космического агентства (доступны русские субтитры)

Реголит – рыхлый, разнозернистый обломочно-пылевой слой глубиной несколько метров. Для печати будет использоваться принтер D-Shape от британской компании Monolite. Сейчас компания Monolite использует его на искусственных коралловых рифах для создания защиты от разрушения мощными морскими волнами.

Принтер печатает примерно со скоростью два метра в час, но модель следующего поколения уже достигнет скорости в 3,5 метра в час – так все здание можно закончить за неделю. Специальная структура стен защитит обитателей от микрометеоритов и космического излучения. Жить астронавты будут внутри купола, в надувном «коконе». Полая структура, по строению напоминающая кости птиц, должна стать неплохим компромиссом прочности и легкости.


Раньше военные развивали отечественную космонавтику, теперь они ее тормозят, считает эксперт


Помимо 3D-печати существуют и альтернативные идеи строительства. Например,  компания Bigelow Aerospace хочет строить космические станции для правительства и гостиницы для частных клиентов, которые будет надувать как воздушные шары. Bigelow уверена, что ее технология сработает. В одном из интервью Майк Голд, директор по операциям и развитию бизнеса Bigelow, заявил, что компания же запустила два автономных испытательных модуля Genesis 1 и 2, в 2006 и 2007 годах, и те до сих пор летают. Bigelow продолжает работу модулем B330, который предлагает 330 кубометров внутреннего пространства. Для сравнения: Международная космическая станция располагает 425 метрами обитаемого объема. Создатель компании утверждает, что этот модуль позволит построить космическую базу на Луне, сэкономив на ее доставке.


Космические «отели» Bigelow Aerospace

Марс

Идеи от ИКЕА

Команда дизайнеров IKEA предложила дизайн дома, который был бы одинаково актуален как на другой планете, так и на Земле. Постройку решено было оформить в виде двухэтажного «цилиндра» шириной чуть больше 10 метров. Дизайнеры определили направление для целого ряда проектов: это и кровати, которые можно собрать, задвинуть в стену и при необходимости использовать лишь частично, в качестве детских кроваток; и «виртуальные» окна, которые не только обеспечат герметичность пространства, но и станут проекторами, демонстрирующими ролики с полезной информацией или просто видами родной Земли, чтобы в условиях изоляции у людей не развивалась депрессия.


«Марсианский» проект IKEA (доступны русские субтитры)

Функциональность на первом месте

В рамках исследований вероятной марсианской миссии НАСА попросило архитектурные фирмы подумать о том, какие здания можно возвести в условиях Красной планеты. В качестве приоритетной схемы была взята возможность строительства из доступного на планете материала с помощью 3D-принтеров. Некоторые идеи, представленные в специальной программе 3D-Printed Habitat Challenge, выглядят как роскошные каюты какого-нибудь корабля. Первое место занял проект Mars Ice House – своеобразное четырехэтажное иглу (жилище эскимосов), с винтовой лестницей и комплексом частных и общественных помещений. Комнаты с изогнутыми стенами, по словам авторов, необходимы в первую очередь для того, чтобы создать иллюзию большого пространства.

Сфера из грунта

Другим проектом, получившим высокие оценки НАСА в конкурсе 3D-Printed Habitat Challenge проект команды Fabulous из Франции, которые не успели с подготовкой проекта к началу конкурса и поэтому не принимали в нем участия. Название «Sfero» является комбинацией слогов, взятых из слов Sphere, Iron и Water. Строительство этого сооружения начинается с бурения достаточно глубокого отверстия, внутрь которого запускается один из двух роботизированных манипулятора. Первый манипулятор действует как своего рода пылесос, подавая наверх материал и одновременно сооружая котлован для будущего здания. А второй манипулятор, используя смесь материала со связующими веществами, строит купол, накрывающий котлован. Помещения Sfero Bubble House находятся в большей части ниже уровня поверхности. Наверху находится только лишь один этаж этого сооружения, где может быть расположена зеленая зона и некоторые из рабочих помещений. Все этажи сооружения соединены винтовой лестницей, по которой марсианские колонисты будут спускаться в спальные помещения, в зону отдыха и попадать на склады, где будут храниться различные припасы и оборудование.


Проект Sfero – одна из перспективных моделей марсианской базы (доступны русские субтитры)

Наружные стены, образующие купол над сооружением, будут состоять из двух слоев, между которыми будет присутствовать слой воды, полученной из растопленного марсианского льда, запасов которого в районах полюсов Красной Планеты более чем предостаточно. Эта вода будет защищать внутренние помещения от радиации снаружи и одновременно выступать в роли теплового стабилизатора, позволяющего сгладить резкие температурные колебания.

Польза космических задач

Чтобы голова научного сотрудника была занята креативом, проектировать надо, и с этой точки зрения проектирование лунной базы – это занятие для конструкторов гораздо более полезное, чем в сотый раз модернизировать космические корабли «Союз», – говорит член-корреспондент Российской академии космонавтики им. К.Э. Циолковского Андрей Ионин. – Такие проекты позволят привлечь молодежь, внимание общественности. В то же время нужно понимать, что реализация столь сложного и дорогого проекта, как лунная база, возможно тогда, когда за ним будут стоять стратегические интересы государства, либо  крупного бизнеса. Пока наличие таких интересов у кого-либо не ощущается.


Человечеству стоит ставить недостижимые цели, чтобы задачи освоения ближнего космоса казались проще


Более позитивно настроен Александр Егоров, заместитель генерального конструктора КБ общего машиностроения. «Проводя исторические параллели, можно уподобить проекты лунных поселений 1960−1970-х затеянному в 1930-х годах Британским межпланетным обществом строительству корабля для полета на Луну, – говорит он. – Разумеется, технологии 1939 года не позволили осуществить такой грандиозный проект, но эти разработки внушили мысль, что рано или поздно выполнение задачи станет инженерной реальностью. Так же и с лунным городом. «Наши и американские работы доказали, что такое поселение возможно, – говорит Александр Викторович. – Я даже почти уверен, что долговременная база появится на Луне в нашем веке, и скорее всего – в первой его половине».


Иллюстрация: The Martian by Rhads