«Наука и Техника» [журнал для перспективной молодежи], 2006 № 04 (4)

Экологически чистая фабрика рая

Тема “зелёных” и “нулевых” зданий в мире становится всё популярнее. Для экологически передовых строений придуманы даже разные рейтинги и соревнования. Но если создать обеспечивающий себя электричеством особняк — не такая уж большая проблема, то построить энергетически автономный небоскрёб — это настоящий вызов.

Чикагская архитектурная компания Skidmore, Owings&Merrill (SOM) выиграла международный конкурс на создание новой штаб-квартиры отделения китайской национальной табачной компании (CNTC) в городе Гуаньджоу.

SOM известна по строящемуся в данный момент в Дубай самому высокому зданию планеты, а также — по “Башне Свободы”, которая будет возведена на месте погибших “близнецов” Всемирного торгового центра.

Новое творение американцев пусть и уступит данным проектам по высоте, но никак не по своей оригинальности. 300-метровая 69-этажная “Башня жемчужной реки” (Pearl River Tower) задумана как здание нулевой энергии, то есть оно не будет потреблять электричество из внешней сети.

Согласно ведущему архитектору проекта Гордону Джиллу (Gordon Gill), это не просто здание, а “высокоэффективный инструмент, сформированный солнцем и ветром”. Солнце и ветер пустыни обычно формируют дюны. Плавные формы “Жемчужной реки” их как раз и напоминают. Причём, здесь эти волны — не просто оригинальный дизайн, но ещё и конструктивная необходимость.

Штаб-квартира китайских табачных промышленников должна стать одним из самых “экологически правильных” зданий на Земле

Вместе с архитектором Адрианом Смитом (Adrian Smith) и инженером Роджером Фречеттом (Roger Frechette) Джилл придумал яркое сооружение, в котором авторы применили практически все уловки, обычно используемые в “зелёных” домах. К примеру, тут будет выполнено специальное двойное остекление южного фасада (с вентиляцией между стёкол), способствующее снижению нагрева здания.

Здесь также будут устроены автоматические жалюзи, поворачивающиеся на нужный угол по мере путешествия Солнца по небу, а также — открывающиеся в пасмурную погоду для увеличения естественного освещения офисов. Всё это снизит затраты на кондиционирование. Разумеется, нашлось тут место и для рядов солнечных батарей, поставляющих электричество в аккумуляторы здания. А кроме фотоэлектрических панелей здесь смонтированы и солнечные тепловые коллекторы, нагревающие воду для обитателей небоскрёба.

Также американцы запланировали для “Жемчужной реки” систему сбора дождевой воды, а ещё — систему очистки и рециркуляции воды технической (используемой, к примеру, для слива в унитазах), что должно сократить до минимума потребность здания во внешнем источнике влаги.

Выгнутые фасады призваны направлять ветер в жерла

Но главное, что, к слову, и определило необычный облик сооружения — это ветровые турбины, установленные внутри здания на двух технических этажах, продуваемых насквозь. Вот зачем архитекторы нарисовали такие обтекаемые формы. Плавные закругления стен направляют воздух в эти узкие каналы, где даже небольшие перепады давления между двумя основными фасадами конвертируются в довольно быстрый поток, вращающий электрические “мельницы”. Эта выработка энергии будет существенной ещё и потому, что главный фасад башни ориентирован в сторону преобладающего в этом городе ветра.

Идея, в общем-то, далеко не новая, однако, до сих пор, кажется, ни один небоскрёб встроенные внутрь ветровые турбины так и не получил. Были лишь небольшие ветряки на крышах, но они — не в счёт.

В системе охлаждения здания, которое будет работать в весьма жарком, влажном и солнечном климате, авторы задумали применить ещё целый ряд новинок, способных сократить расход энергии на поддержание микроклимата.

Это и пассивные осушители вентиляционного воздуха (каналы вентиляции проходят в полах здания), и система охлаждения воздуха в офисах с высоким КПД. В отличие от распространённых систем централизованного кондиционирования, она основана на циркуляции хладагента по многочисленным разветвлённым каналам, также пронизывающим полы на всех этажах.

Строительство Pearl River Tower начнётся этим летом и должно быть закончено к 2009 году. Её авторы считают, что данный проект — прекрасная возможность собрать вместе практически все известные на данный момент “зелёные” технологии для небоскрёбов. Тем более, что таков и был заказ устроителя конкурса — компании CNTC.

Получилось — очень симпатично. Вот только странно, что это «экологическое чудо» заказали люди, чья работа связана с распространением рака. Что это? Ханжество, лицемерие или угрызения совести?

Парадоксы экологически чистой энергии

Материал любезно предоставлен Международной общественной организацией “Наука и техника”(www.n-t.org)

Комитет сената США по энергии и природным ресурсам планирует издать закон, который обяжет производителей электроэнергии США в 2020 году добиться того, чтобы 10 % всего американского электричества производилось с помощью «чистых» электростанций — использующих энергию солнца, ветра, воды, биомассы и т. д.

Однако нет никаких гарантий на то, что этот законопроект (даже если он будет принят) воплотится в жизнь.

В 2002 году в США было произведено 4685 МВт ветровой электроэнергии (примерно 1 % от всего электричества, произведенного в США), что на 10 % больше, чем в 2001 году. В свою очередь, в 2001 году ветровой электроэнергии было выработано на 40 % больше, чем в 2000. В странах Европейского Союза в 2002 году производство ветровой электроэнергии выросло на 33 % и достигло 23 056 МВт. Вне конкуренции остается ветровая энергетика Дании, которая обеспечивает 20 % всех потребностей этой страны в электроэнергии. Однако в Дании практически нет энергоемких промышленных предприятий.

По подсчетам Национальной лаборатории исследований возобновляемых источников энергии, ветровая энергетика еще не может считаться достойным конкурентом традиционных атомных, гидро- и теплоэлектростанций. Среднестатистическая АЭС вырабатывает примерно 1,3 тыс. МВт электроэнергии — больше, чем четыре крупнейшие в мире ветровые электростанции.

Крупнейшая солнечная электростанция. Калифорния

По данным Американской ассоциации энергии ветра, стоимость строительства ветровой электростанции уменьшилась до 1 млн долл. на 1 МВт — это примерно равно стоимости строительства АЭС. По эффективности вложений ветровые электростанции превосходят лишь газовые (600 тыс. долл. на 1 МВт). Однако, в отличие от газа, энергия ветра бесплатна. Ее большим преимуществом перед ядерной энергетикой является то, что не существует проблемы хранения и переработки отработанного топлива. Несмотря на то, что за двадцать лет стоимость ветровой электроэнергии снизилась с 40 до 5 центов за киловатт и вплотную приблизилась к стоимости электричества, добываемого за счет сжигания нефти, газа, угля и использования ядерной энергии (в США цены на нее составляют 2…3 цента за киловатт), преодолеть этот разрыв будет сложно.

С 1978 года США затратили более 11 млрд долл. государственных средств на проведение научных исследований в этой отрасли, однако результаты подобных инвестиций пока невелики. На сегодняшний момент экологически чистая энергия составляет не более 8 % от электроэнергии, выработанной всеми электростанциями США. По прогнозу Министерства энергетики США, ее доля к 2025 году возрастет всего на 0,5 %. Если вычесть отсюда энергию, произведенную ГЭС, то показатели будут еще более скромными — 2,1 % в 2001 году и 3,3 % в 2025.

Проблемы возникают и при создании более экономичных автомобилей. В США постоянно ужесточаются нормы расходования топлива. К примеру, легковой автомобиль должен расходовать один галлон бензина на 27,5 миль (примерно 8,55 литров на 100 км.). Одна из целей этого — уменьшить потребление бензина и, таким образом, снизить зависимость США от импорта нефти. Производители автомобилей достигают целей экономии не только оснащая машины более совершенными двигателями, но и стараясь максимально уменьшить их вес, что неизбежно ведет к уменьшению прочности корпуса. В результате уменьшается уровень безопасности. По подсчетам Национальной академии наук США, стремление сэкономить бензин стоит США примерно 12…16 тыс. смертельных случаев в год. Любопытно, что правила такого рода, вводимые в США, ужесточают стандарты в отношении только новых моделей автомобилей. Вне их рамок остаются огромный парк подержанных машин, промышленные установки, использующие нефть в качестве топлива и т. д. Парадоксально, но ужесточение норм экономии топлива

Ветряные электростанции становится причиной повышения его потребления: на экономичных автомобилях люди предпочитают ездить больше, сжигая, таким образом, больше бензина. Современные автомобили — на 50 % экономичней машин, выпускавшихся в 1970-е годы. Однако за это же время среднестатистический американец стал преодолевать на автомобиле вдвое большие расстояния. Несмотря на все меры, призванные ужесточить экономию, по прогнозу Министерства энергетики США к 2020 году потребление энергии в США возрастет на 32 %, при этом потребление нефти возрастет на 33 %.

Ветряные электростанции

Парадоксами сопровождается также и всемирная борьба с «парниковым эффектом», точнее с выбросами углекислого газа, который считается его главной причиной. Увеличение концентрации в атмосфере углекислого газа происходит из-за уничтожения лесов (до 1,5 млрд тонн углекислого газа ежегодно) и увеличения объемов сжигаемой нефти, газа, угля (6 млрд тонн). В процессе сжигания угля в атмосферу выбрасывается больше углекислого газа, чем от сжигания нефти, а при сжигании нефти — больше, чем при сжигании газа.

На сегодняшний день не существует технологий, которые были бы способны ограничить выбросы углекислого газа электростанциями и промышленными предприятиями. Фактически, единственным способом ограничить выбросы является резкое сокращение промышленного производства и закрытие тепловых электростанций. Любопытно, что имеется и обратная взаимосвязь — развитие промышленного производства и увеличение числа автомобилей не приводят к ухудшению экологической обстановки. По оценкам Агентства по охране окружающей среды США, за период с 1970 по 2002 год качество воздуха в США улучшилось: число вредных выбросов в атмосферу сократилось на 25 %, в то время как потребление энергии выросло на 42 %.

Некоторые фундаментальные утверждения экологов, на основе которых и развивается современное «зеленое» движение, поставлены под сомнение. Это сделал специалист в области статистики Бьорн Ломборг, опубликовавший книгу «Скептический Эколог» (The Sceptical Environmentalist: Measures the Real State of the World).

По словам Ломборга, идеологи экологического движения примитивно примеряют концепции, принятые в зоологии и биологии, на человеческое общество, создавая, таким образом, теории политической экологии. Ломборг пишет: «Эти теории неверны. Ни одно из предсказаний таких специалистов не оправдалось».

Одна из причин неудач экологов, по мнению Ломборга, в их фундаментальном упущении — они не обращают внимания на природу человека. По данным Ломборга, экологические организации становятся популярными и приобретают значительный политический вес лишь в тех странах, где вырастает уровень жизни. Соответственно, их усилия встречают более теплый прием. В противном случае люди, озабоченные прежде всего собственным физическим выживанием, не обращают внимания на сохранение окружающей среды. Более того, чем развитей и состоятельней общество — тем лучше приходится природе. Развитые общества стремятся использовать наиболее экологически чистые технологии. Ниже приведены некоторые постулаты экологов и контраргументы Ломборга.

Автомобильная пробка. Экология экологией, а время убивает здорово.

Смог над Лос-Анжелесом

1. Развитие промышленности и загрязнение окружающей среды привели к ухудшению здоровья населения Земли.

По данным Ломборга, в 1900 году средняя продолжительность жизни в мире составляла примерно 30 лет, ныне она увеличилась более чем в два раза и достигла 67 лет.

2. Из-за неразумного землепользования, уничтожения естественной среды обитания растений, насекомых и животных, значительное число сельскохозяйственных земель стало непригодным для использования, что служит одной из причин голода.

По сравнению с 1961 годом, ныне среднестатистический житель Земли потребляет на 24 % больше калорий (жители развивающихся стран — на 38 % больше). Более того, очищенные от инфляционных накруток, цены на продовольствие в мире снизились на две трети, начиная с 1957 года.

3. Бурное развитие промышленности приводит к резкому увеличению выбросов вредных веществ в атмосферу.

По данным Ломборга, за период с 1957…2001 год промышленные выбросы в атмосферу сократились на 62 %. Выброс окислов серы снизился на 80 % по сравнению с 1982 годом, окислов азота на 38 %, начиная с 1975 года.

4. Современная экономика уничтожает невозобновляемые ресурсы, что приводит к их удорожанию.

По данным Ломборга, металл стоил в 1957 году вдвое дороже, чем сегодня. При этом, промышленные изделия в 1845 году были дороже современных на 80 %.

5. Сегодня энергия используется неэкономно и неэффективно.

По расчетам Ломборга, энергия используется невероятно эффективно. В 1800 году в США экономический эффект от сжигания топлива, эквивалентного 30 млн тонн угля, обеспечивал производство товаров и услуг на 19 млрд долл. Сегодня это же количество топлива обеспечивает производство товаров и услуг на 90 млрд долл.

Книга Ломборга вызвала шквал критики в его адрес. Ученые-экологи обвиняют его прежде всего в оперировании неточными и недостоверными данными. Впрочем, эта книга — уже не первый гвоздь в крышку гроба теории «парникового эффекта».

Монополия разума губительна для человечества?

В. ПЕТРОВ, психолог.

В современном мире разумность — основной принцип организации жизни. Уже столетиями главным образом в наращивании человеческой разумности видится основа основ лучшего будущего. Особенно много надежд на разум возлагал XX век. Но к его завершению что-то в этих надеждах рухнуло. Выстроить счастливую жизнь “по уму” не удалось, более того, крепнет ощущение — и не удастся. На фоне фантастических достижений технического прогресса все очевиднее человеческие тупики цивилизации. Рост психических расстройств, наркомании, преступности, бездуховности приобретает уже почти эпидемический характер. Да и сам человеческий разум начинает сдавать. Все больше проблем с усвоением школьных программ у детей, все меньше подлинных творческих прорывов у взрослых, особенно в поэзии, философии, человекознании. Мир теряет способность рождать идеи, безликая посредственность становится для него нормой. Что происходит? Где корни этого неожиданного поражения рациональной цивилизации в борьбе за всестороннее процветание человека и человечества? Современная наука продолжает верить — в недостатке разумности. Следовательно, надо совершенствовать интеллект. Человек должен стать не просто разумным, а сверхразумным. К такой заботе о разуме (и “защите от дураков”) призывают ставшие вдруг популярными датский психолог X. Нюборг, его британский коллега Р. Линн, психологи из США Р. Хернстайн и Ч. Мюррей. Апелляции к разуму всегда были популярны на Западе. Сегодня и в России, и в Украине повышение разумности, накопление знаний все чаще видятся чуть ли не единственно необходимым условием жизненного процветания и личностной самореализации. Но возможен и принципиально иной взгляд на проблему. Не исключено, что мы, излишне уверовав в разум, возложили на него неисполнимые задачи. И, продолжая наращивать монополию разумности, не только приобретаем полезное, но что-то не менее значимое для себя теряем. Возникает естественный вопрос: что для человека есть разум?

«По необходимости приобретенный инструмент — Разум — запрограммирован генетически и является определяющей характеристикой человека» — убеждены датский психолог Нюборг и его сторонники. Их доводы базируются на статистике. Однако для понимания происходящего во внутреннем мире человека статистика не лучший помощник. Анализ детского развития показывает: разум не раскрывается автоматически по мере взросления, как это происходит с инстинктами животных. Более того, он может не оформиться вовсе, если среда обитания не предъявит соответствующие требования (например, у детей, выросших среди волков, у так называемых “маугли”). Разум создается по заказу рациональной цивилизации, в иных условиях ведущую роль во взаимодействии человека со средой берут на себя другие качества.

Даже родившись в современном мире, человек может приобрести разум, а может остаться без него на всю жизнь. Может утратить его из-за болезни, травмы или осознанно заставить “молчать”, например, при медитации. Разум и сам иногда “умолкает”, оказавшись в логическом тупике. Тогда человеку он уже не помощник. Вообще, разум — типичный приспособленец, умеющий перестраиваться под жизненные требования. В отличие от генетически обусловленных качеств он способен неоднократно меняться в течение индивидуальной жизни и в ходе человеческой истории. Его можно совершенствовать, развивать, мастерски (или неумело) использовать; путем целенаправленной тренировки придавать ему нужные формы (с учетом специфики наиболее часто решаемых задач). И тогда он по-разному будет характеризовать различные группы людей. По всем этим признакам разум нетрудно сравнить с любым другим инструментом, помогающим человеку в жизни, например, с компьютером. У разума, как инструмента, существует даже определенное табу на познание своего владельца. Неслучайно для него (и науки) человек уже тысячелетиями остается terra incognita. Все его достижения — в пределах внешнего мира; только здесь, особенно в технической сфере, он эффективен.

Паскаль Блез (Pascal) (1623–1662)

К старости значительная часть возможностей разума, как правило, утрачивается. Человек приходит в этот мир без разума и без разума уходит из него, пройдя путь от детской неразумности до старческого слабоумия. Изначально неразумное человеческое дитя лишь после двух-трех лет жизни среди взрослых, считающих мышление главным своим качеством, делает скачок в разумность. Причем этот скачок дается ему совсем нелегко. Взрослые буквально затаскивают его, как в нечто чуждое, в необходимость логически мыслить. Примерно к этому времени оформляется левое полушарие мозга, являющееся в известной структуре мозговой асимметрии органической основой нашей способности оперировать знаниями, опытом, логикой, участвовать в речевом общении. Для развивающегося мозга это полушарие вторично. И вне рационально выстроенного бытия его появление невозможно.

Под “кнутом необходимости” бесконечный океан потенциальных возможностей ребенка заталкивается Сократ в прокрустово (ок. 470–399 до н. э.), ложе одного, привычного взрослым, варианта жизни. Наконец ребенок овладевает мышлением, и мышление тут же овладевает им, будто завесой отгораживая от всего, свойственного раннему детству, и от других направлений развития. Подобные отношения невозможны с генетически предопределенными качествами или качествами, исходящими из души и сердца. Мир не властен над переживаниями, интуицией, вдохновением человека.

Сократ (ок. 470–399 до н. э.)

В отличие от других существ человек — вольноотпущенник Природы и Бога. В его психике нет изначально запрограммированных качеств, но есть изначальный дар самотворения, с помощью которого он может создать свои психические “инструменты” для любой деятельности и любого образа жизни. Почти ничего, кроме этого дара, младенец не получает в наследство при рождении. Даже прямохождением он овладевает лишь в процессе жизни среди людей, причем с большим трудом, через длительное накопление навыков прямо сидеть, стоять, ходить. Младенец, оказавшийся в стае собак или волков, если выживет, с таким же успехом научится передвигаться на четырех опорах. Кроме того, он будет не говорить, а лаять (или выть), не думать, а чувствовать.

В истории человечества разум тоже не изначален. Широкое осознание его как самостоятельной силы, которую можно целенаправленно формировать и эффективно использовать, приходится на так называемое “осевое время” истории — середину первого тысячелетия до новой эры. Это была самая великая революция в жизни человечества, положившая начало современной цивилизации и тому психологическому облику человека, который позволил позднее назвать его “Homo sapiens” — Человек разумный.

В Европе у истоков этой революции стояла плеяда древнегреческих мыслителей. Наиболее известные из них — Сократ и Аристотель. Сколько надежд появилось в тот период на разум и знания! Все исходящее от них виделось непременно светлым и добродетельным. “Грешат только по незнанию”, - утверждал Сократ. “Ум всегда правилен и призван “властвовать над всем”, а через разумную деятельность путь только к лучшему в жизни” — был убежден Аристотель. Он, по сути, провозгласил разум земным богом и стал верным его апостолом, подобным апостолу Павлу, оформившему итоги другой величайшей революции в истории западной цивилизации, связанной с приходом в мир Христа. Аристотелю сам человек уже не интересен. Его внимание обращено только к разуму, как самостоятельной и единственно спасительной силе в этом мире.

Заложенная в “осевое время” вера в божественные возможности разума и знаний сохранилась на тысячелетия. Еще в начале XX века мир верил в формулу: “больше школ — меньше тюрем”. Однако нынешние попытки X. Нюборга доказать наличие прямой связи между низким интеллектом и преступностью людей уже кажутся наивными. Ему бы измерить уровень интеллекта (IQ) не у “карманников”, а у тех, кто ворует миллионы, наживается на бедах населения целых стран и регионов. Современная коррупция стала обыденностью тоже не среди интеллектуальных изгоев. Теперь уже очевидно: знающие грешат, причем более изощренно и масштабно, чем незнающие. И параллельно с открытием школ приходится открывать и тюрьмы. Нынешнее многознание лишь обострило издревле известную дилемму, сформулированную Овидием: “Благое вижу, хвалю, но к дурному влекусь”. Увы, не тех, кто имеет высокий интеллект, сегодня в большей степени характеризуют доброта, искренность, преданность, незлопамятность, внутренняя умиротворенность — “богатство сердца”.

Сторонники наследственной гигиены правы в одном: средний уровень интеллекта в мире снижается. Причем снижаются не только его количественные показатели, интеллект деградирует и качественно. Все больше в нем цинизма, лживости, пренебрежения ко всему, исходящему из других источников. Парадоксальный результат нашей заботы о разуме в течение более двадцати столетий! Датчанина Нюборга этот парадокс не смущает, его вывод все тот же: надо искать новые пути для наращивания интеллекта. Но, видимо, никакие “припарки” здесь уже не помогут.

Аристотель (384–322 до н. э.)

Нынешние проблемы человека связаны не с тем, что он поглупел, а с тем, что полностью доверился разуму, превратил его в бесконтрольного диктатора своей внутренней жизни. Инструмент овладел хозяином и заставляет его питаться только из одного источника, лишая всего высшего и обновляющего. Будто следуя заветам Аристотеля, мир потерял интерес к человеку. Причины своих неудач и спасительные решения он ищет лишь в разуме. Налицо нелепая скошенность от общего к частному. Стало нормой все решать “по уму”. Другие критерии — “по совести”, “по любви”, “как подсказывают душа и сердце” — вытеснены из практического обихода или извращены и приспособлены под себя разумом. Мозг взял бразды правления в свои руки, душа и сердце отправлены в отставку, у них почти нет права голоса.

Действуя только разумно, логично, грамотно, мы все чаще приходим не туда, куда рассчитывали прийти. Церковь нынче уже не олицетворяет собой духовность, правоохранительные органы — законность, наличие знаний — внутреннюю добродетель, договоры о дружбе — единение народов. Ничем завершилась гревшая людей в течение XX века вера в возможность успешно решить жизненные проблемы через изменение общественного строя, властных порядков. Все революции и реформы приводили совсем не к тому, ради чего начинались. Опьянение верой в рациональные идеи рано или поздно оборачивалось тяжелым похмельем.

В. И. Вернадский был убежден, что наращивание активности разума приведет к образованию вокруг земли некой ноосферы (от греческого noos — разум), способной объединить мыслящее человечество в единое целое. Теория великого ученого оказалась одной из иллюзий XX века. Разум не способен к целостному восприятию происходящего в мире. Он обречен все делить, рассматривать сквозь призму черно-белых оценок: добро или зло, враг или друг, свой или чужой. Что-то объявить “превыше всего”, а кого-то виновником всех бед, врагом. Противостояние оказывается непреходящим феноменом жизни разумно организованного общества. Все спорят друг с другом: религия — с религией, нация — с нацией, партия — с партией, эксплуатируемые — с эксплуататорами… Мир спорит с человеком, человек — с самим собой, что-то внутри его — с дозволенным разумом существованием. Мы ищем причину всеобъемлющему несогласию в обстоятельствах жизни, а она прежде всего — в природе человеческого разума. Он — главный “бес раздора”.

Вернадский Владимир Иванович (1863–1945)

Объединить людей способна любовь. Но то, что считал определяющим для человека Иисус и чем славен был еще XIX век, мы, пройдя школу XX столетия, подменили расчетливостью, умением анализировать “плюсы” и “минусы” в отношениях друг с другом. Революция “осевого времени”, положившая начало эре разума, победила, в конечном счете, революцию от Христа. Вновь фарисеи и книжники определяют поведение людей. “Душевное бытие сменилось умственным, человечество оказалось в “интеллектуальном рабстве” (А. Камю). У человека, находящегося в пожизненном интеллектуальном заключении, постепенно отмирают (за ненадобностью) душевные формы самоконтроля.

Когда-то обещанием “Будете, как боги, знающими…” искуситель привел Адама и Еву к грехопадению. Примерно то же обещает и туда же ведет нас (уже в земной жизни) разум. Мы повторяем первородный грех, соблазнившись внешней убедительностью его доводов. Наш союз с разумом подобен союзу Фауста с Мефистофелем. Вроде бы он — ради будущего блага людей. Но без участия души итогом любых действий оказываются зло и человеческие страдания. Великий Гёте, описывая последствия такого союза, будто смотрит через столетия на плоды нашей сугубо рассудочной деятельности:

В XX веке мы явно перенасытились рассудочностью. И теперь не знаем, чего ждать от нынешнего состояния, — это уже тупик, или есть еще какие-то перспективы на привычном пути? Исторические аналогии не обнадеживают. Древнегреческая Спарта ценила в людях только физическое развитие, рожденные слабыми, болезненными уничтожались. Советский Союз считал главным для своих граждан коммунистическую убежденность, не имеющие веры в господствующую идею отсеивались через ГУЛАГ. Однобокая ориентация погубила эти (и не только эти) социальные системы. Видимо, скоро исчерпает себя и ставка на монополию одной силы уже в масштабе не отдельных стран, а всей цивилизации.

На протяжении многих веков жизнеспособность человечества в немалой степени определялась существованием двух полюсов, двух метафизических оснований его бытия — на Востоке и Западе. Сколько раз из мистических глубин восточной мудрости черпал западный рационализм духовные истины, неожиданные для логической мысли решения. Они спасали Запад на перевалах истории, когда разум умолкал в бессилии и требовался новый взгляд на ситуацию. Нынче Восток бросился в погоню за Западом по уже накатанной колее. Теперь и здесь в цене интеллект, высокий уровень IQ.

Рационализм становится хозяином мира. С какой непохожей системой жизни может встретиться в перспективе глобальная цивилизация, где найдет “разнообразие живое”, чем будет обновляться, что иное ассимилировать? Или неизбежно деградирует и угаснет, как угасли народы, оказавшиеся “изолянтами”? Непрерывные диалоги нужны и внутреннему миру человека, прежде всего между его духовным началом и основным инструментом земной жизни — разумом. Внутри человека тоже есть “Восток” и “Запад”.

В начале XIX века А. С. Грибоедов показал горе от ума в нашем мире. В его сочинении непонятым и страдающим стал умный человек. За два столетия многое изменилось. Нынче эпитет “умный” — наиболее желанный и почетный для людей; а сам разум — признанный авторитет при решении любых проблем. Однако теперь он окончательно “с сердцем не в ладу”. Утратив эту связь, человек многое потерял и в самом себе, но счастья не обрел. При всех внешних достижениях в опустошенном рационализмом внутреннем мире “умных” тревожно, тускло, убого. В итоге формула Грибоедова приобрела прямой смысл: всем людям горе от ума. Они увидели в нем земного Бога, а он оказался кесарем мира сего.

Грибоедов Александр Сергеевич (1795–1829)

Говорят, имя — судьба. Если ты — “разумный”, то и будь им. Именно так современный мир относится к человеку, фактически уподобив понятия “разумное” и “человеческое”. Сложившейся в XX веке рационально-машинной действительности удобнее видеть человека только логичным, здравомыслящим. Ей нужен исполнитель, накачанный знаниями, отчеканенный в действиях и не позволяющий себе загадочных душевных проявлений. Он должен не жить, а действовать — всегда четко, объяснимо, без эмоций и переживаний. Такое поведение исключает возможность искренне дружить, любить, кого-то презирать или ненавидеть. Все это мешает делу. Человек неуклонно вытесняется из многоцветия подлинной жизни в роботоподобное существование на искусственно выстроенной арене, где ему отводится роль стандартной и понятной части общего порядка.

У Станислава Лема есть парадоксальное на первый взгляд утверждение: если существует ад, то он, безусловно, полностью компьютеризирован. Несколько перефразируя фантаста, можно сказать: ад — это нечто до предела рационализированное, упорядоченное, то есть в аду не хаос, как нередко предполагается, но абсолютный порядок. Все правила неукоснительны, действия людей предопределены до мельчайших нюансов. Степень организованности такова, что нет даже щелочки для проявления личной свободы, значит, нет возможности относиться к кому-то сердечно, с любовью, за что-то “болеть душой”, поступать “по совести”. Совесть в таком аду всегда спокойна, она просто не нужна.

Многое удалось рациональной цивилизации в деле оккупации внутреннего мира человека. И тем не менее он так и не стал полностью “исчислимым”, действующим только по правилам технизированного бытия. Сегодня наш современник, подобно героям Достоевского из века девятнадцатого, то стремится к порядку, стабильности, “сытости без хлопот”, то рвется, “раздирая себя в кровь”, из клетки покоя и материального довольства, поступает “рассудку вопреки”, чтобы почувствовать иное состояние — часто тревожное, но не требующее быть лишь логически мыслящим автоматом. Бегут в это состояние не по зову звериного инстинкта, а от избытка механистичности в цивилизованной жизни, постоянного гнета необходимости поступать строго определенным образом. Видимо, избыток упорядоченности — самый страшный враг (поистине — ад) чему-то подлинно человеческому в человеке.

В странах Запада, где общественный строй, казалось бы, отполирован до блеска, тысячи молодых людей устраивают погромы в центре городов, на стадионах, ведут себя как безумные в схватках с полицией, ищут особое состояние в религиозном фундаментализме, медитации, сообществе хиппи или антиглобалистов, наконец, в наркотическом и алкогольном забытьи. Даже нежелание усваивать школьные программы и нарастающий уход в “глупость”, чуть ли не в новое одичание, — тоже неосознанный протест против диктатуры рассудочности.

Но остается без ответа все тот же вопрос: рационально и по-человечески — это одно и то же или нет? Юности лучше, чем зрелости, дано чувствовать: я — не то, что хотят сделать из меня в угоду всеобщей стабильности. И юность бунтует, боится, став одним из всех, перестать быть человеком. И лишь взрослея, люди постепенно смиряются и начинают покорно тянуть воловью упряжку разумного бытия.

Однако нетрудно заметить: цивилизованность, видящая идеал в предельно упорядоченном поведении человека, и подверженность психическим расстройствам идут нога в ногу. XX век дал впечатляющие прорывы в технике, образовании, но и столь же впечатляющее нарастание не только общего числа, но и разнообразия психических болезней. Подверженность неврозам, депрессиям, фобиям, акцентуациям, комплексам становится массовым явлением. Предельное выражение этой тенденции — растущее число самоубийств. Ставка только на разумность оказывается тупиковой и для самой цивилизации: она хочет получить хорошо управляемое, а все чаще получает больное и недоступное для внешних воздействий существо. В этом непреодолимый трагизм и, видимо, историческая обреченность рациональной цивилизации.

Если бы определяющей, сущностной особенностью человека была разумность, он не противился бы постоянному пребыванию в условиях однозначного порядка (для разума это естественная среда). Но что-то иное, более глубинное и неведомое науке, бунтует внутри человека, заставляя его (даже через болезни и суициды) вырываться из клетки жизненной однозначности, какой бы комфортной она ни была. Это некий изначальный дух человека, его высшее “Я”, или “связанное с вечностью неразумное знание” (Л. Н. Толстой).

Толстой Лев Николаевич (1828–1910)

Литература буквально заполнена догадками о такой духовной силе. По словам одного из героев Н. С. Лескова, есть нечто в человеке, “что выше ума и за чем ум должен стоять на запятках”. Согласно Ф. М. Достоевскому, разум и наука призваны исполнять в жизни людей лишь “должность второстепенную и служебную”. Для решения принципиальных вопросов есть “сила иная”. Эта сила — высший дар человеку и внутренний творец всех психических “инструментов”, обеспечивающих его приспособленность к любым правилам жизненной игры. Ее нельзя в процессе жизни перестроить или полностью погубить, но можно плотно закрыть личностными “одеждами”, в том числе ментальной “завесой”.

Достоевский Фёдор Михайлович (1821–1881)

Аналогов данной силы в животном мире нет. Она прежде всего и составляет подлинно человеческое в человеке, позволяющее считать его “подобием Бога”, “венцом творения”. К сожалению, нынче люди больны рациоманией, лишившей их способности адекватно воспринимать происходящее внутри себя и в окружающем мире. Западная цивилизация, добиваясь превращения человека в послушный “винтик” технизированного бытия, неизбежно борется с человеческой подлинностью. И всегда встречает протестные действия в самых разных формах. Они начинаются с детского и молодежного негативизма, а затем перерастают в выступления под социальными лозунгами.

В XX веке мир боролся с анархизмом, большевизмом, фашизмом, ультраправым и левацким экстремизмом, религиозным фундаментализмом. Мы привычно ищем корни этих движений в социально-экономической сфере. А они значительно глубже. Их принципиальная основа — внутри человека и в его отношениях с духовно чуждым миром. С помощью социальных мер цивилизации удавалось подавлять “эпидемии” противостояния, но тут же из своих глубинных корней возникали новые.

В начале XXI века очередной “чумой” для человечества стал терроризм. Мы справимся и с этой болезнью. Но обязательно возникнет новая и, видимо, еще более губительная. Возможно, протестовать против искусственных схем цивилизации будет уже окружающая природа в целом. У нее (и у Бога) есть основания вновь разочароваться в людях. И природа сможет показать, что отнюдь не разум — настоящий хозяин в этом мире. Например, кто-то считает происшедшую 26 декабря 2004 года в Юго-Восточной Азии природную катастрофу наказанием человека. Это не совсем так. Известно, например, что живущее на одном из островов данного региона первобытное племя оказалось не столь уж беззащитно и не погибло от цунами. Далекие от цивилизации островитяне заранее почувствовали опасность и поднялись в горы. Тогда как беззащитными оказались находящиеся на пляжах разумные, цивилизованные люди. Они даже после первой волны цунами не поняли опасности, побежали к морю собирать выброшенное на берег, и их накрыло второй волной.

Бог человека не наказывает, это Человек разумный, утратив связь с Богом и Природой, уверовав в надуманные истины, наказывает сам себя.

Разум — удивительно богатый по своим возможностям инструмент приспособления к переменчивой жизни. Но все же он только инструмент и должен работать в интересах человека, а не навязывать ему свою волю.

Неестественно и опасно оказаться во власти одного из своих инструментов. Каким бы прекрасным и необходимым он ни был. Власти разума нужно бояться, как власти робота. Поэтому веками звучат призывы к осторожности в обращении с разумом. Еще Будда говорил: “Истинный мудрец смиряет свой ум, подобно тому, как ловкий погонщик-воин присмиряет боевого слона”. К “усмирению притязаний рассудка” призывал российский мыслитель П. Флоренский. По утверждению датского философа XIX века С. Кьеркегора, земляка X. Нюборга, разум помогает нам справиться с трудностями жизни, но он может приносить и величайшие беды, превращаться из благодетеля в “тюремщика и палача”. Важно уметь периодически сбрасывать с себя его “ненавистную власть”. Есть нетрадиционные решения и у нынешних психотерапевтов. Так, петербуржец А. Свияш предлагает, во избежание опасных для психической самостоятельности человека трансформаций, относиться к уму, как к собаке, которая обычно должна сидеть в конуре и лишь с разрешения хозяина может выходить наружу и тявкать. Как собаку, ум нужно дрессировать, цыкать на него, загонять в конуру, — он должен знать свое место.

Флоренский Павел Александрович (1882–1937)

Нельзя отрицать полезности разума, но не следует превращать его во всемогущего бога. Один из самых авторитетных психологов XX века К. Юнг утверждал, что психически нормальный человек тот, у кого сознательная и иррациональная составляющие психики находятся в равновесии. Говорят, Христос был совершенный человек, потому что мозг и язык у него не преобладали над сердцем.

Мы стремимся вырастить ребенка умным и только умным. А параллельно делаем его эгоистичным, лживым, агрессивным. Потом всю жизнь боремся (уже внешними запретами и карательными мерами) с тем, что сформировали в детстве; боремся с последствиями подавления разумностью исходной внутренней красоты. Иисус призывал нас вернуться в детство. Но еще лучше не терять в погоне за одним качеством то, к чему потом так трудно возвращаться. Нам бы научить детей умению одновременно пребывать и на “территории разума”, и на “территории сердца”, сохранять активность мысли и души. Это было бы лучшей защитой от всевластия разума и вместе с тем защитой самого разума от деградации.

Надо ли нам изобретать велосипед?

Хорошо известны слова Ф. Тютчева: “Умом Россию не понять… В Россию можно только верить”. Чаще они повторяются с сарказмом: как можно быть непонятным для ума? А ведь эти слова хорошо — именно хорошо! — характеризуют Россию (а также Украину и Белоруссию), показывая сохранившуюся в ней естественность, то, что она в нашей неуклонно омертвляющейся действительности не стала понятным для ума механизмом или формулой вроде “дважды два четыре”, сохранила принадлежность к чему-то высшему, недоступному пониманию, но достойному веры.

Значит, есть в этой стране, в ее людях свободные пространства, некая глубина, где может обитать и проявлять свою активность истинная Сила человека. Главное для России не то, что она отстала от более развитых — по их критерию! — стран, а то, что сохранила высшую жизненность, пассионарность, готовность к “душой исполненному полету” в любом направлении. Любители велосипедной езды по-западному видят только первое, хотя стратегически (в том числе для всего человечества) важнее второе. У тех, кто завершил внутреннее упорядочение, выбора уже нет, им открыт только один путь, и он, как все однозначное, ведет в тупик.

Со стороны государств евро-атлантической цивилизации всегда прорывается в адрес России глухой внутренний негативизм. Так и слышится: “Лучше бы этой России не было вовсе”. Создается впечатление, что за этой неприязнью стоит выходящая за пределы видимых различий, поистине метафизическая несовместимость. Друг другу противостоят два отношения к земной жизни, по-разному завязанные на нечто высшее и вечное. До тонкостей организованное и внешне благополучное бытие противостоит страдательному и непредсказуемому в своей переменчивости образу жизни.

России будто суждено оставаться не умеющей жить лишь разумно, метаться между крайностями, верить в тайну, искать последнюю Истину, тосковать по чему-то неведомому, ставить человека, переживающего за дело, выше того, кто, как автомат, приучен исполнять обязанности только “от и до”. Русскому национальному характеру свойственно вмещать в себя все: от “разгулья удалого” до “сердечной тоски”, от безбрежной свободы до величайшего смирения. И непременно что-то важное и спасительное находить в этих блужданиях-исканиях.

А. Иванов. Явление Христа Марии Магдалине после Воскресения

Вечная неустроенность, казалось бы, должна погубить Россию. Но всякий раз на последнем шаге к пропасти, уже почти уничтоженная до “пепла”, она, как угодная Богу птица Феникс, из него возрождается. Спасительная жизненность появляется именно из разломов ее неупорядоченного бытия. Россию неоднократно пытались перестроить — на немецкий, французский, теперь американский манер. Всегда — во имя “лучшей жизни”. Перестройки оборачивались лишь дополнительными страданиями, и, будто очистившись ими от очередной искусственности, россияне неизменно ускользали в свою нишу, оказывались неподдающимися единой стандартизации.

Видимо, народу России не дано удовлетвориться каким-то одним шаблоном земной жизни. Но ему дано своей многоликой и страдательной жизнью на распутье сохранять открытость ко всем слоям и формам человеческого бытия и в перспективе стать связующей нитью для этого мира. Сделать то, что сегодня не удается сделать “по уму”: связать разные культуры, вероисповедания, народы, Запад и Восток, объединить их с помощью той духовной силы, которая сохранила свою действенность в недрах российского сознания. Вероятно, здесь, а не в стремлении догнать Запад по уже изъезженной колее и не в поиске новой великой державности надо искать основы российской национальной идеи. Идеи не на ближайшие десятилетия, а на многие века, идеи, ориентирующейся не на национальные (классовые, конфессиональные и т. п.) различия, а на исходное начало в человеке, только и способное сблизить людей.

Допрос еретика инквизицией

России не нужно соревноваться с Западом на его поле. Западного человека многими столетиями шлифовали, и обезличивающее Средневековье, и беспредельная жестокость монархов, и длительная работа инквизиции с ее нетерпимостью к малейшему свободомыслию, и вековая серость пуританского существования. Такого рода селекционный отбор необходимых рациональной цивилизации человеческих качеств за одно поколение не повторить. Нам нужно использовать то, что мы в себе сохранили, исторически избежав столь чудовищной переделки человека в исполнителя. Долгое иго Золотой Орды на такую селекцию было неспособно. Более того, как внешняя и чуждая сила, оно лишь формировало тягу россиян к свободе. От губительной монаршей селекции россиян спасали наши неподконтрольные кому-либо просторы.

У России есть возможность изобрести новый “велосипед” и направить его по пути, ведущему людей, несомненно, к жизненному благополучию, но одновременно позволяющему выйти из губительного внутреннего омертвения и обрести достойное человека духовное величие. Видимо, эта возможность россиян подспудно и страшит Запад.

Американская "семерка" (межконтинентальная баллистическая ракета "АТЛАС")

Александр Анатольевич Чечин — выпускник ХВВАИУ, более 20 лет служил на различных должностях в вооруженных силах СССР и Украины. Известный историк авиации. Знаком читателям по публикациям в журналах: «Моделист-Конструктор», «Крылья Родины», «Авиация и время». Художник-график.

31 октября 1945 года технический отдел Американского Воздушного Командования, так назывались тогда ВВС США, запросил ведущие фирмы о предложениях по новым системам оружия, способным поражать цели на дальностях от 40 до 8045 км. В результате проведенных работ на вооружение поступил целый ряд ракетных систем. Среди них были крылатые ракеты Navaho, Snark, Matador и Mace, а также первая американская межконтинентальная баллистическая ракета Atlas. Конструкция последней оказалась настолько удачной, что она используется и до сих пор, правда, уже как ракета-носитель.

Конструктор ракеты Atlas Карл Боссарт.

В конструкции “Атласа” использовались новейшие технологии и идеи своего времени, обеспечившие ей высочайшую весовую отдачу и точность доставки полезной нагрузки. Достаточно сказать о несущих тонкостенных баках, форму которых поддерживало внутреннее давление, жидкостных ракетных двигателях (ЖРД) с отклоняющимися камерами сгорания, отделяющейся головной части и инерциальной системе наведения с радиокоррекцией.

По своей надежности Atlas ни сколько не уступал знаменитой ракете Р-7 Королева, и по праву разделил с ней одно место в истории мирового ракетостроения. Именно Atlas доставил на орбиту первых американских астронавтов и отправил автоматические аппараты к планетам Солнечной системы, а межпланетные зонды Pioner 10 и Pioner 11 уже вышли за ее пределы и летят сейчас к ближайшим звездам, неся на своем борту послание землян.

Теперь, когда вы немного познакомились с этой знаменитой ракетой, вернемся к истории ее создания. В первых числах ноября 1945 года письмо от военных пришло на фирму Consolidated Vultee Aircraft Corporation (Convair) в Сан-Диего. Составление предложений поручили техническому директору недавно созданного отдела астронавтики Convair, талантливому инженеру, бельгийцу по происхождению Карлу Джону Боссарту (Karel J. Bossart). За полтора месяца его группа разработала два эскизных проекта беспилотных видов оружия с расчетной дальностью 8000 км — баллистической ракеты и дозвуковой крылатой ракеты с ТРД.

Ознакомившись с предложениями Боссарта, военные решили профинансировать проект баллистической ракеты. 19 апреля 1946 года с Convair заключили контракт на производство десяти опытных ракет под обозначением МХ-774 HiRoc (Hiroc — High-Altitude Rocket) и выделили для этого 1,8 миллиона долларов.

Работа над проектом началась в июне, после того, как группе Боссарта, состоящей из 60 человек, выделили проектные и производственные помещения вблизи небольшого городка Доуни (Downey) в Калифорнии.

Первым делом инженеры ознакомились со всеми доступными немецкими документами и деталями ракет V-2, вывезенными из Германии. В результате единодушно было решено не использовать в проекте немецкую концепцию.

Во-первых, V-2 возвращалась в атмосферу целиком. И если это было возможно для ракеты, имевшей небольшую дальность, то для ракеты с дальностью 8000 км и гораздо большими высотой и скоростью полета это было неприемлемо. Трение об атмосферу, так называемый аэродинамический нагрев, просто расплавило бы ее корпус.

Во-вторых, спирт, который немцы использовали в качестве топлива, не мог обеспечить требуемую дальность и скорость полета.

В-третьих, ракета V-2 управлялась с помощью газовых рулей, а их эффективность подвергалась сомнению, так как они на 17 % снижали тягу ЖРД.

В ходе многочисленных обсуждений у конструкторов сформировалось собственное видение реализации МХ-774, которое достигалось в три этапа.

Ракета V-2 (А-4) на испытаниях США. 1946 год

Корпус-бак ракеты Atlas

Для каждого из них нужно было построить свою ракету.

Первая, названная МХ-774А, предназначалась для отработки силовой установки. Ее сразу прозвали Teetotaler (Трезвенник), поскольку в ней не использовался спирт в качестве топлива.

Вторая — МХ-774В, названная Old Fashioned (Старомодная), за свое внешнее сходство с V-2, предназначалась для высокоскоростных испытаний бортового оборудования и двигателей.

И, наконец, третья — МХ-774С с именем Manhattan, являлась прототипом будущей ракеты с ядерной боеголовкой.

Однако планам Боссарта не суждено было сбыться. Когда военные узнали, что для получения первого полноценного летающего образца HiRoc потребуется шесть лет, они разорвали контракт, но позволили провести летные испытания уже построенных ракет. Оставшихся средств едва хватило на три “Старомодные” МХ-774В.

Внешне ракета выглядела как уменьшенная и более обтекаемая V-2. Ее сварные тонкостенные баки были изготовлены из алюминиевого сплава 51S. Окислитель — жидкий кислород — вытеснялся собственным давлением, а топливный бак с керосином поддавливался азотом. В отделяемой головной части находилось телеметрическое оборудование.

Длина МХ-774В составляла 9,63 м, диаметр — 0,76 м. В хвостовой части устанавливались трапециевидные стабилизаторы с размахом 2,08 м. Вес пустой ракеты равнялся 544,8 кг, а снаряженной — 1860 кг. (Под термином “снаряженная” понимается полностью заправленная и подготовленная к пуску ракета).

Силовая установка состояла из четырех ЖРД Reaction Motors XLR35-RM-1 с суммарной тягой 3630 кг. Двигатель был модификацией ЖРД, стоявшего на экспериментальном самолете Х-1. По расчетам аэродинамиков ракета могла разогнаться до скорости 3200 км/ч.

14 ноября провели огневые испытания двигателя на стенде фирмы Convair. Затем начались статические испытания ракет. После их окончания в мае 1948 года ракеты перевезли на ракетный полигон White Sands в штате New Mexico.

Для пуска решили использовать стартовый стол немецкой Фау. Пробный запуск двигателя на столе состоялся 26 мая.

13 июля 1948 года МХ-774 поднялась в воздух. Через одну минуту полета возникшие неполадки в двигателе привели к взрыву.

Второй пуск состоялся 27 сентября. На этот раз ракета взорвалась на высоте 64 км. Пуск посчитали удачным, так как аппаратура успела передать на землю основные параметры полета.

Третий и последний старт МХ-774 прошел 2 декабря. На большой высоте произошло самопроизвольное выключение двигателя и полетное задание выполнено не было.

Хотя летные испытания МХ-774 прошли неудачно, а программу закрыли, результаты работ группы Боссарта можно назвать историческими. Ничего подобного МХ-774В ни в США, ни в СССР на то время не было. Пока весь мир развивал идеи штурмбанфюрера 4-го кавалерийского эскадрона 6-го полка СС Вернера фон Брауна, Боссарту удалось создать сверхлегкую конструкцию корпуса-бака ракеты.

В ракете V-2 корпус и баки были двумя разными составляющими, или, если хотите — разными сборочными единицами. Корпус изготавливался по технологии, принятой в авиации, он состоял из силового набора: стрингеров и шпангоутов, и цельнометаллической обшивки. Баки делались отдельно и крепились внутри корпуса болтами.

Боссарт решил объединить корпус и бак в единое целое. Тонкостенная обшивка МХ-774В взяла на себя роль емкости для топлива и окислителя. При этом внутреннее давление, созданное в корпусе-баке, поддерживало его форму и сопротивлялось внешним силам во время полета. Выигрыш в весе был поистине огромным.

Самым наглядным примером этого, простого на первый взгляд, решения может служить современная пластиковая бутылка для газировки. Попробуйте изменить форму только что купленной бутылки, находящейся под давлением…, а ведь пустая она почти ничего не весит и легко поддается деформации. На ракете Atlas вес несущего корпуса-бака не превышал 2 % от веса топлива и окислителя! Даже у пластиковой бутылки весовая отдача хуже — 2,96 %. Однако, следует заметить, что первенство в изобретении баллоноподобных баков не принадлежало Боссарту. Их описание было впервые опубликовано в работе “Ракета в межпланетном пространстве” немецкого профессора Генриха Оберта в 1923 году.

Еще одним инновационным решением, примененным на МХ-774В, стал верньерный двигатель от фирмы Reaction Motors. Конструкторы установили камеры сгорания в карданный подвес, и двигатель получил способность изменять вектор тяги без каких-либо потерь. Первоначальная идея верньерного двигателя принадлежала Константину Эдуардовичу Циолковскому, он назвал этот принцип управления ракетой: “качанием выхлопного сопла”.

Главным итогом программы МХ-774 стало доказательство целесообразности применения тонкостенных топливных баков, отклоняющихся камер сгорания ЖРД и отделяющегося носового конуса.

Atlas А на стартовой позиции космодрома Канаверал

Ракета Atlac С на стартовой позиции. На заднем плане летит стратегический бомбардировщик В-52С.

Когда программа МХ-774 была закрыта, на столе Боссарта лежали чертежи новой двух-ступенчатой ракеты. Первая ступень состояла из пяти ЖРД с тягой по 9000 кг, а вторая — из одного ЖРД с тягой 9000 кг. Ракета предназначалась для исследований входа в атмосферу при скорости, соответствующей числу М=18. Но военное ведомство не проявило интереса к этому проекту. Главным приоритетом для ВВС стала программа разработки стратегической крылатой ракеты Navaho, фирмы North American.

Финансирование выделили только под разработку наиболее сложной части радиоинерциальной системы наведения для перспективной межконтинентальной баллистической ракеты (МБР). По мнению специалистов Convair, такой частью была система слежения за ракетой, выдающая исходные данные для вычисления поправок к траектории на радиоуправляемом участке полета.

Разработка следящей системы с обозначением AZUSA началась 1948 году и завершилась в 1951 году, когда у военных вновь возникла необходимость в МБР.

В этот период Боссарт занимался чисто теоретическими изысканиями в ракетной области, на средства фирмы. В 1949 году его группа разработала проект так называемой полутораступенчатой ракеты. У нее имелся маршевый двигатель и несколько ЖРД, выполняющих роль стартовых ускорителей. На старте включались все двигатели. При достижении заданной скорости ускорительные ЖРД выключались и сбрасывались, а маршевый двигатель выводил ракету на траекторию полета к цели. Такое решение позволяло отказаться от сложных и ненадежных систем запуска двигателей второй ступени в полете.

Интерес США к баллистическим ракетам вновь возник осенью 1949 года. Толчком к этому послужило испытание ядерной бомбы в СССР. Началась ядерная гонка. 31 января 1950 года президент Гарри Трумэн публично объявил, что США начинают разработку водородной бомбы. По оценкам ведущих ученых из Лос-Аламоса, вес этого боеприпаса не позволял доставлять его к цели на борту бомбардировщика, и единственным средством термоядерного нападения становилась ракета.

В январе 1951 года ВВС США выдали фирме Convair техническое задание на разработку носителя. Программа получила обозначение МХ-1593. Ее целью было исследование всех систем и разработка технологий, ведущих к созданию МБР. Боссарт назвал будущую ракету Atlas, в честь греческого бога, который держал небо, правда, фирма Convair предлагала и другие варианты: Boxcar (грузовой вагон) или Hot Rod (горячий стержень), но Atlas понравился всем, и 21 августа 1951 года именно это имя утвердили военные.

Требования к ракете казались невыполнимыми. Например, предполагаемый вес криогенной термоядерной боеголовки составлял 65 тонн.

Через восемь месяцев был закончен проект ракеты Model 7–1, удивительное совпадение с Р-7. Эскизный проект поражал воображение. Длина ракеты 27 м, диаметр — 3,6 м. Поднять такую махину предстояло пяти двигателям суммарной мощностью около 270,5 тонн. Для ускорения работы двигатели хотели взять из проекта Navaho.

В конструкции корпуса-бака ракеты вместо алюминиевого сплава, решили применить нержавеющую сталь. Сталь, хотя и увеличивала вес, повышала прочность корпуса на участках траектории, где алюминиевый сплав обладает пониженными характеристиками при высоких температурах.

Фирма Convair изготовила основные детали ракеты и собрала топливный бак, который в течение нескольких лет использовался для исследования вибраций, нагрузок и системы управления.

Большие проблемы возникли при проектировании головной части (ГЧ). Скорость вхождения боеголовки в атмосферу была гиперзвуковой, и расчетный приток тепла достигал 50 млн. ккал на метр площади в час. Моделирование входа ГЧ в атмосферу, проведенное в лабораторных условиях, понизило это значение до 43–48 млн. ккал, поэтому проблему посчитали трудной, но разрешимой. В результате ученые спроектировали носовой конус с углом раствора 25°, основное внимание уделялось разработке испарительного охлаждения и обгорающего материала для защиты боеголовки.

31 октября 1952 года в 19 часов 14 минут по Гринвичу на острове Элугелаб (Elugelab) раздался чудовищный взрыв, грибовидное облако поднялось на высоту 36 км. Образовавшийся кратер имел диаметр 1900 м и глубину 50 м. Остров исчез с лица Земли. Президенту США доложили, что операция под кодовым названием Mike прошла успешно, и страна обладает секретом термоядерного оружия.

Старт ракеты Atlas В

МБР Atlas D закатывают в укрытие на базе ВВС Warren в штате Wyoming

Мощность взрыва составила 8 мегатонн. Устройство ТХ-5, которое местные острословы прозвали Sausage (Колбаса), состояло из цилиндрического термоса, заполненного жидким дейтерием, в центре которого находилась плутониевая бомба, так называемая “свеча зажигания”. Термос был окружен урановой оболочкой весом более 5 тонн. Эта оболочка выполняла роль зеркала для рентгеновского излучения, сжимающего дейтерий для начала реакции ядерного синтеза. Устройство поместили в огромный стальной корпус диаметром 2 м и высотой 6 м, со стенками толщиной 0,3 м. Поверхность корпуса обшивалась листами свинца и полиэтилена. Все это хозяйство весило 82 тонны. Для поддержания дейтерия в жидком состоянии требовалась температура -250 °C, поэтому рядом с устройством пришлось построить небольшой завод, который беспрерывно гнал в термос жидкий гелий.

Все понимали, что взрыв этого монстра не имел военного значения. Физики лихорадочно искали способ снижения веса водородной бомбы. Наиболее перспективным путем достижения заданных характеристик был отказ от криогенного пути в пользу так называемого “сухого” термоядерного горючего, на базе изотопа литий-6. Но в США отсутствовала производственная база для промышленного производства лития, и работы затормозились. Ракетчики, постоянно подталкиваемые военными, получили небольшой таймаут.

В этот период группа Боссарта решала вопрос о числе ступеней и расположении двигателей, стремясь избежать включения второй ступени на высоте. Многообещающим решением была кольцеобразная конфигурация с разгонными двигателями по окружности и маршевым двигателем в центре. Однако этот вариант пришлось отбросить из-за проблем отделения и теплопередачи.

Зайдя в своеобразный тупик, фирма обратилась к военным с просьбой изменить требования к МХ-1593:

— уменьшить число М полета в районе цели до дозвукового и, тем самым снизить, нагрузку на теплопоглощающий экран боеголовки;

— увеличить в два раза допустимое отклонение от цели для ускорения разработки системы наведения;

— уменьшить наполовину вес боевой нагрузки.

В июле 1952 года на разработку “Атласа” выделили дополнительные средства, а после взрыва в 1953 году в СССР первой термоядерной бомбы “сухого” типа программе МХ-1593 присвоили титул “Приоритетная Национальная программа № 1” и новое название Weapons System-107A (Система вооружения-107А).

Вторым важным событием 1953 года стало создание комитета по оценке стратегических управляемых ракет ВВС США. Комитет потребовал ускорения работ по “Атласу” и одобрил все решения фирмы Convair. Военным оставалось только утвердить рекомендации комитета, что они и сделали в мае 1954 года.

В 1953 году на фирму Convair, наконец, пришел положительный сигнал из Лос-Аламоса. Ядерщики сделали “сухую” бомбу весом около 10 тонн, которую реально можно было поставить на борт “Атласа”.

Боссарт немедленно изменил схему ракеты: вместо пяти ЖРД, корпуса диаметром 3,6 м и стартового веса более 180 т была принята полутораступенчатая схема с тремя ЖРД и диаметром корпуса 3 м. Расчетный стартовый вес значительно снизился.

Пусковая установка ангарного типа, заглубленная в землю. Ракета Atlas Е поднята в стартовую позицию.

5 апреля 1954 года новый президент США Дуайт Эйзенхауэр выступил по национальному радио с докладом “О роли водородной бомбы в защите от коммунистической угрозы”. Это выступление предваряло новую серию ядерных испытаний на атолле Бикини под кодовым названием Castle (Замок). Первый взрыв мощностью 15 Мт прозвучал 28 февраля 1954 года. “Сухая” водородная бомба Shrimp (Креветка) неожиданно дала на 9 Мт больше мощности, чем ожидалось. И неудивительно, ведь в нее вложили весь накопленный американский запас Лития-6, обогащенного на 40 %. В следующий боеприпас закладывали уже почти природный Литий, обогащенный всего на 7 %. После доработок “Креветку” запустили в серийное производство.

Боеголовка была готова, и фирма Convair начала строительство ракеты. Маршевый двигатель с тягой 27,2 т делала фирма Rocketdyne. Разгонные двигатели с тягой 68 т поставляла фирма North American. Систему наведения и носовой конус делала General Electric, а компания Solar строила несущий топливный бак.

В мае 1955 года военных познакомили с полномасштабным макетом ракеты и через три месяца ВВС дали добро на первую партию опытных ракет Atlas А.

Корпус ракеты монококовой конструкции был разделен на два бака-отсека: верхний объемом около 71 м³ для жидкого кислорода и нижний объемом около 44 м³ для керосина. Жесткость конструкции обеспечивалась за счет наддува. Для изготовления корпуса применялась специально разработанная холоднокатаная сталь марки AISI-301. Хорошая свариваемость этой стали, ее высокая прочность, вязкость, а также сопротивляемость высоким температурам сделали ее наиболее подходящим материалом для конструкции.

Пусковая установка для ракет Atlas F, шахтного типа, с хранилищем шахтного типа.

К толщине проката предъявлялись чрезвычайно высокие требования. Ошибка металлургов на 1/1000 могла стоить военным 160 км дальности полета.

Фирма Convair получала сталь в рулонах шириной 0,9 м. Для изготовления секций корпуса полосы свертывались в цилиндры и сваривались встык. Готовые секции устанавливались в специальное приспособление и, начиная с носовой части до 23 секции включительно, сваривались внахлест. Толщина стенок корпуса в носовой части составляла 0,25 мм и увеличивалась до 0,5 мм в первой секции постоянного диаметра. В секциях, образующих цилиндр, толщина стенок увеличивалась до 1 мм. (прим. авт. Толщина стенок пивной банки 0,1 мм, а у пластиковой бутылки для сильногазированных напитков 0,36 мм).

Верхнее днище топливного бака изготавливалось из свариваемых встык “лепестков” без подкрепляющих элементов, а нижнее днище подкреплялось штампованными профилями с тем, чтобы противостоять нагрузкам от работающего маршевого двигателя.

В законченном корпусе-баке создавалось небольшое избыточное давление, в результате чего разглаживались все неровности, образовавшиеся при изготовлении. Затем корпус проходил гидростатические испытания, для чего он устанавливался на специальную вышку, и топливные баки частично заполнялись водой. В оставшемся над водой пространстве создавалось избыточное давление, значительно превышавшее давление при запуске: 4,2 кг/см² в баке с горючим, и 1,8 кг/см² в баке с окислителем. После испытаний внутри баков постоянно поддерживалось избыточное давление не менее 0,4 кг/см².

Необычность конструкции корпуса вызывала у военных большое недоверие и, для “страховки”, они заказали фирме Martin еще одну баллистическую ракету Titan, с традиционной конструкцией корпуса.

Верхняя переходная секция ракеты Atlas служила для установки отделяемой головной части (ГЧ). ГЧ представляла собой тупой конус с углом раствора 105 градусов и диаметром у основания 1,615 м. Благодаря такой форме ГЧ быстро тормозилась при входе в атмосферу и над целью летела на дозвуковой скорости. Теплопоглощающее покрытие конуса изготавливалось из 500 кг кованой меди.

Отсек разгонных двигателей, сбрасываемый в полете, имел полумонококовую конструкцию со стрингерами и гофрированной обшивкой.

Бортовое оборудование ракеты находилось в обтекателях, размещенных по бокам бака для топлива.

Силовая установка состояла из двух разгонных ЖРД с тягой на уровне моря 68 т и одного маршевого — с тягой 27,2 т на уровне моря и 36 т в вакууме. Для управления ракетой по крену служили два верньерных ЖРД с тягой по 450 кг, установленных по бокам корпуса над главным шпангоутом двигательного отсека. Все двигатели имели регенеративное охлаждение топливом, которое циркулировало между двойными стенками камер сгорания под большим давлением.

Общая тяга силовой установки при старте на уровне моря 174 т. Разгонные ЖРД вместе с закрывающей их “юбкой” сбрасывались приблизительно через 100 секунд после запуска.

Система наведения на “Атласе”А представляла собой комбинацию инерциальной и радиокомандной систем. Данные о величине и направлении вектора скорости посылались бортовой аппаратурой на наземные станции, где их обрабатывали в цифровом вычислителе и получали необходимые поправки, которые по кодированному радиоканалу передавались на борт ракеты. Автопилот на основе принятых поправок, выдавал соответствующие команды в систему отклонения двигателей. Время выключения двигателей также определялось по команде с земли.

После того, как Atlas выходил из зоны видимости наземных станций слежения, радиокомандная система выключалась, и в действие вступала инерциальная система, работавшая до момента отделения ГЧ.

Самым большим недостатком радиокомандной части была невозможность одновременного запуска нескольких ракет, так как передача команд шла по одному и тому же каналу. Точность системы, показанная во время испытаний, оказалась невысокой. На дальности 8000 км средняя ошибка составляла 3 км.

Сборка первых трех ракет закончилась в конце лета 1956 года. Два “Атласа” предназначались для прочностных испытаний, а третий — для статических испытаний пускового комплекса на мысе Канаверал.

Большие трудности возникли с доставкой ракеты на космодром. Выручила фирма Goodyear. Она разработала специальный автомобильный трейлер длиной 19,5 м и шириной 4,3 м. Трейлером управляли два водителя, один сидел впереди и смотрел вперед, а другой сзади и смотрел назад. Такой “тяни-толкай” облегчал маневрирование трейлера на дороге.

1 октября 1956 года секретную ракету погрузили на трейлер, закутали в серебристую ткань, и она отправилась в путешествие из Сан-Диего во Флориду. Ей предстояло преодолеть более 4000 км. На пути следования рабочие временно разбирали мосты, а полицейские обеспечивали охрану и объезд крупных городов. Трейлер ехал исключительно в дневное время, со средней скоростью 37 км/ч и с многочисленными остановками. Во время одной из таких остановок офицеры службы безопасности были поражены, когда к ним подбежал неизвестный ребенок и спросил: “Куда везут ракету Atlas?!”.

Через девять дней Atlas А № 3 закрепили на стартовом столе. Испытания пускового комплекса прошли успешно.

11 июня 1957 года его место занял Atlas А № 4, готовый к первому запуску. Начался обратный отсчет…

Ракета легко оторвалась от стартового стола только за счет тяги разгонных ЖРД. Маршевый двигатель на ракету не устанавливался. Через 23 секунды полета отказали гироскопы системы управления, и Atlas при почти полных топливных баках, выполнил чрезвычайно резкий маневр, закончившийся “мертвой петлей”. Дальнейшее поведение “Атласа” было непредсказуемым, и дежурный офицер по безопасности полетов подорвал ракету. Последующий анализ кадров скоростной съемки показал, что вплоть до момента подрыва баки оставались целыми. Этот факт окончательно развеял сомнения скептиков по поводу прочности несущих баков.

Второй пуск состоялся 25 сентября. Ракету опять пришлось подорвать. На этот раз отказал регулятор подачи окислителя, в результате чего тяга двигателей резко упала.

Через девять дней произошло грандиозное событие — СССР запустил первый искусственный спутник Земли. Весело “попискивающий” шарик вывела на орбиту баллистическая ракета Р-7. Америка была буквально раздавлена, ведь возможности русской “семерки” позволяли ей нести вожделенную термоядерную боеголовку.

Боссарт клятвенно заверил военных, что за третий пуск, намеченный на декабрь, краснеть не придется. Еще бы! Ведь 5 октября 1957 года госсекретарь во всеуслышание заявил, что в декабре 1962 года США будет располагать четырьмя эскадрильями боевых “Атласов”.

Действительность оказалась менее радужной. 17 декабря ракета поднялась над мысом Канаверал и упала в Атлантический океан на расстоянии 960 км. Программа полета выполнена не была. Тем не менее, пуск посчитали удачным.

Только пятый запуск “Атласа” 10 января 1958 года прошел по заданной программе.

Первый этап испытаний закончился 3 июня 1958 года, восьмым пуском ракеты. Из них только три полета закончились успешно. Во всех пусках головная часть от ракеты не отделялась.

На второй этап испытаний выходил предсерийный образец ракеты — Atlas В. Его единственным отличием от боевой ракеты был носовой конус, в котором вместо боеголовки стояли измерительные приборы.

Первый пуск “Атласа” В состоялся 19 июля 1958 года. На 43 секунде полета произошло самовыключение двигателей разгонной ступени. Эта неисправность повторялась и в некоторых последующих запусках

Поставленная этими авариями в тупик, фирма Convair обратилась в научно-исследовательский центр ВВС им. Арнольда за помощью. Ученые провели обследование различных факторов, которые могли повлиять на процесс горения в двигателе. Оказалось, что выхлоп турбины привода топливных насосов был направлен прямо вниз, и в длинных стальных обтекателях двигателей создавалось разрежение. Это приводило к всасыванию выхлопных газов обратно в обтекатели, в результате чего сгорала электрическая проводка цепей зажигания.

После того, как выхлопные отверстия турбин перенесли в другое место и срезали нижние участки обтекателей, выключения прекратились. Для надежности еще добавили тепловой экран, защищающий проводку от высокой температуры.

Наиболее важным пуском для всей программы был второй пуск “Атласа” В, состоявшийся 2 августа. Он продемонстрировал первое отделение разгонных двигателей, стабильную работу маршевого двигателя и отделение носового конуса после включения тормозных двигателей.

28 ноября 1958 года ракета, наконец, достигла межконтинентальной дальности, пролетев 10176 км. Это была расчетная дальность полета без учета вращения Земли. При запусках в восточном направлении, с учетом вращения Земли, дальность полета могла превысить 14000 км.

В декабре 1958 года на испытания вышел Atlas С, обладающий большим стартовым весом и, следовательно, несколько меньшим ускорением при старте, чем предыдущие модификации. Ракета предназначалась для испытаний отделяющейся ГЧ.

Большие трудности во время испытаний вызывал поиск ГЧ с измерительной аппаратурой.

Дважды головные части не были найдены, хотя и снабжались специальными парашютами для замедления скорости падения, поплавками для поддержания их на плаву, сигнальной рацией для вызова поисковых групп и красителями водной поверхности для их обнаружения.

Вновь помог центр им. Арнольда. В аэродинамической трубе исследовали спутную струю падающего конуса. Ответ был неожиданным: дефект заключался в том, что парашюты не раскрывались. Их раскрытию препятствовала турбулентность воздуха позади падающей ГЧ. Научно-исследовательский центр предложил удлинить подвесные стропы парашютов с тем, чтобы парашюты были в относительно спокойном воздухе вне зоны турбулентности.

Первая боевая модификация МБР Atlas D вышла на летные испытания в начале 1959 года. На ракете стояла силовая установка типа МА-2, состоящая из разгонных двигателей XLR-89 и маршевого XLR-105, с тягой в 69 и 25,6 тонн соответственно. Новая головная часть Мк. З заостренного вида, с абляционным покрытием, рассчитывалась под термоядерную боеголовку W-49 мощностью 1,4 Мт.

Подъем ракеты Atlas F из шахты перед пуском

Первый запуск Atlas D № 3 состоялся 18 марта 1959 года с космодрома Канаверал. Во время пуска был порван обтекатель, окружающий двигатели, и ракету подорвали. Причина происшествия крылась в несовершенной конструкции пускового стола. Ракета удерживалась двумя стержнями на гидравлических замках. Эти стержни шарнирно прикреплялись пальцами в плавающих подшипниках на корпусе “Атласа” и снабжались подкосами, идущими со стороны ракеты к пусковой установке.

Когда тяга двигателей превышала вес ракеты на 3,5 т, из гидравлической системы замков сбрасывалось давление, подкосы выдергивали пальцы, стержни отбрасывались, и ракета поднималась в воздух. Различное давление в гидравлических замках стало причиной того, что один из стержней начал отставать и резать уходящий вверх обтекатель.

Сбрасывание давления из гидросистемы замков изменили таким образом, что отставание стержня было устранено. Позднее изменили и конструкцию удерживающего механизма. Заменив его на А-образную ферму, исключающую возможность захвата юбки стержнями.

Второй и третий пуски Atlas D тоже закончились аварией. Первая ракета взорвалась в воздухе в результате разрушения верхней перегородки топливного бака, а вторая в результате ошибки обслуживающего персонала.

Обеспокоенные военные поставили инженерам задачу устранить все недостатки и довести ракету до стадии боевой готовности к 1 августа 1959 года.

После устранения причин аварий фирма Convair установила на стартовую позицию очередную ракету. 28 июля 1959 года она полностью выполнила программу полета и пролетела около 10000 км. Через 14 дней состоялся последний успешный испытательный запуск. 31 августа МБР Atlas была доведена до стадии начальной боевой готовности.

Начались поставки “Атласов” D в ВВС США. Первые ракеты поступили в 704-е ракетное стратегическое крыло ВВС США (Strategic Missile Wing — SMW) на базе Vandenberg. Это соединение являлось главной тренировочной базой для личного состава.

10 марта 1960 года военные попытались запустить Atlas D на максимальную дальность. Но ракета при запуске взорвалась. 20 мая попытку повторили. На этот раз пуск прошел успешно. Макет ГЧ упал в Индийском океане в 1600 км юго-восточнее Кейптауна и 800 км северо-восточнее острова Принц Эдвард. Ракета преодолела 14500 км за 53 минуты.

Следующей модификацией ракеты стал Atlas Е. На нем стояла новая силовая установка МА-3, состоящая из разгонных двигателей LR-89-NA-5 с тягой 73,4 т и маршевого LR-105-NA-5 с тягой 25,6 т. Кроме увеличения тяги конструкторам удалось уменьшить вес и количество деталей в двигателях.

Подрыв ракеты Atlas после выполнения ею “мертвой петли” во время первого запуска.

Сокращение количества деталей на 15 % было достигнуто путем использования выходящего под большим давлением из турбонасоса горючего для привода системы отклонения двигателей. Основные клапаны горючего и окислителя так же приводились в действие давлением топлива, в отличие от ранее применявшихся систем, где эта система работала на газообразном гелии, хранившемся под большим давлением в сферических баллонах из титана.

Вес силовой установки уменьшился в результате замены металлических обручей, охватывающих камеры сгорания стартовых двигателей, обручами из армированного стеклотканью пластика.

Повышение тяги силовой установки позволило поставить на ракету более мощную боеголовку W-38 в 3,7 Мт. Для нее разработали новую ГЧ типа Мк.4. Расчетная дальность полета Atlas Е составляла 16000 км.

Для повышения точности ракеты на нее поставили чисто инерциальную систему наведения от МБР Titan, которую выпускало военное отделение фирмы Bosh.

Первый пуск Atlas Е состоялся 11 октября 1960 года. Этот и два последующих пуска закончились неудачей. Только через год конструкторам удалось устранить все недостатки ракеты и поставить ее на вооружение.

Последней боевой модификацией ракеты Atlas стал ее шахтный вариант Atlas F. Отличительными его особенностями стали: установка специального оборудования в топливных магистралях стартовых и маршевого двигателей до основных топливных клапанов, позволяющего длительно хранить ракету с заправленным баком. Конструкторы установили дренажное устройство для удаления осадка, который мог образоваться на дне бака при длительном хранении. На пусковом комплексе поставили специальное заправочное оборудование, дополнительные резервуары с гелием для наддува баков при ускоренной подготовке к запуску.

На последних сериях ракет Atlas F устанавливалась ГЧ от ракеты Minuteman типа Мк.5.

Первый запуск Atlas F состоялся 8 августа 1961 г. Ракета пролетела по трассе Атлантического полигона около 9200 км и упала в заданном районе вблизи острова Вознесения.

Первым подразделением, освоившим новые ракеты, стала 576 эскадрилья 704 SMW (579 SMS — Strategic Missile Squadron). 9 сентября 1959 года ее личный состав произвел первый удачный запуск.

Строительство боевых позиций для ракет на базе Vandenberg в штате California началось еще 1957 году. Пусковые столы находились в легких укрытиях ангарного типа, со сдвижными крышами. Ракета закатывалась в укрытие транспортером, в горизонтальном положении. Для ее закрепления к стартовому столу он поворачивался на 90 градусов. От пускового стола отходила жесткая решетчатая ферменная конструкция подъемника, простирающаяся вдоль всего корпуса и имеющая два захвата в виде кронциркуля, которые зажимали переходное кольцо в хвостовой части снаряда.

МБР Atlas Е в музее стратегической авиации США.

После закрепления ракеты к кольцу, начинались операции по установке ГЧ.

Вокруг ангара располагалось наземное вспомогательное оборудование, основными элементами которого являлись баки для хранения компонентов топлива, баллоны с гелием, под давлением которого топливо поступало в баки, центр управления и радиооборудование, входящее в наземную часть системы наведения.

После принятия решения на пуск включалось питание системы подъемника ракеты. Электрогидравлическая система мощностью 75 л. с. сдвигала крышу укрытия назад, после чего подъемник начинал устанавливать Atlas в вертикальное положение. На установку в вертикальное положение уходило около двух минут. В дальнейшем, когда появились ангары с крышами, сдвигающимися в стороны, это время существенно сократили.

После установки в вертикальное положение топливные системы ракеты продувались азотом, автоматически подавались окислитель и топливо, и начинался отсчет предстартового времени.

Пуск МБР Atlas F

Первым боевым соединением ракет Atlas, ставшим на боевое дежурство, стало 706-е SMW на базе Warren в штате Wyoming. Строительство этой базы площадью около 80 км² отставало от графика из-за массовых забастовок рабочих, поэтому она не совсем соответствовала постоянно совершенствующимся ракетам и способам их запуска.

546-я эскадрилья крыла размещалась в шести пусковых комплексах открытого типа.

565-я эскадрилья имела три стартовых комплекса в легких ангарах с раздвигающейся в стороны крышей.

549-я эскадрилья располагала девятью пусковыми установками ангарного типа, углубленными в землю.

Боевая готовность базы Warren была достигнута в 1960 году.

Вторая боевая база “Атласов” Fairchild в штате Washington была введена в строй в октябре 1961 года. На базе имелось девять пусковых установок по типу 549-й эскадрильи. База отличалась защищенной микроволновой системой связи.

Третья база Forbes в штате Kansas вступила в строй в октябре 1961 года. Количество пусковых установок и их тип был таким же, как и на базе Fairchild.

В 1959 году было принято решение разработать полностью укрепленное укрытие для МБР Atlas шахтного типа. Ракета модификации F должна была только храниться в шахте, а для запуска ее приходилось поднимать на поверхность.

Глубина шахты составляла 53 м, диаметр 15,8 м. Центр управления запуском находился в бетонированном укрытии на расстоянии около 30 м от шахты и связывался с ней тоннелем, проходящим приблизительно на уровне пятого этажа шахты. Укрытие обеспечивало полную защиту от радиации, а упругая подвеска ракеты в шахте предохраняла ее от сильных сотрясений при близких ядерных взрывах.

В шахте размещались гидравлические системы, открывающие стальную и бетонную крышки и поднимающие Atlas F на поверхность земли, а также резервуары для хранения топлива, противовесы, рабочие платформы и большое количество систем обслуживания. Ракета могла храниться с баками, заполненными керосином, но заправка жидким кислородом начиналась непосредственно перед запуском, до подъема ракеты на поверхность.

Шахтные укрытия для Atlas F построили базе Schilling в штате Kansas, Plattsburg в штате New York, Lincoln в штате Nebraska, Altus в штате Oklahoma, Dyess в штате Texas и Walker в штате New Mexico. На каждой из этих баз находилось по одной эскадрилье из 12 ракет.

Всего за время эксплуатации было запущено приблизительно 153 МБР Atlas разных модификаций, из них 110 успешных (72 %), 26 частично успешных и 15 неудачных. Результаты двух запусков были засекречены.

В 1975 году МБР Atlas сняли с вооружения. Ее заменили более неприхотливые в хранении и пуске твердотопливные ракеты Minuteman.

Но история ракет на этом не закончилась. Практически все они использовались в космической программе США для запуска спутников, межпланетных космических аппаратов и астронавтов. Эта часть истории “Атласа” настолько объемна, что является темой для целой серии публикации.

_{1. Термоядерная боеголовка. 2. Инерциальная система наведения. 3. Жидкий кислород. 4. Блоки системы радиокомандного управления. 5. Трубопровод для питания двигателей и заправки жидким кислородом. 6. Топливо — керосин. 7. Двигатели управления по крену. 8. Бак с жидким гелием системы управления двигателями. 9. Топливные насосы. 10. Разгонные двигатели. 11. Маршевый двигатель.}

Путешествие среди черных дыр

Кип Стивен Торн

Из всех творений человеческого разума: от мифологических единорогов и драконов до водородной бомбы, пожалуй, наиболее фантастическое — это черная дыра; дыра в пространстве с вполне конкретными краями, в которую может провалиться все что угодно и из которой ничто не в силах выбраться. Дыра, в которой гравитационная сила столь велика, что даже свет захватывается и удерживается в этой ловушке.

Дыра, которая искривляет пространство и искажает течение времени. Подобно единорогам и драконам, черные дыры кажутся, скорее, атрибутами научной фантастики или древних мифов, чем реальными объектами. Однако из физических законов с неизбежностью следует существование черных дыр. В одной нашей Галактике их, возможно, миллионы.

Спуск в «Ад»

Вообразите себя капитаном большого космического корабля звездного класса. По заданию Географического общества вам предстоит исследовать несколько черных дыр, находящихся на больших расстояниях друг от друга в межзвездном пространстве, и с помощью радиосигналов передать на Землю описание своих наблюдений.

Пробыв в пути 4 года и 8 месяцев, ваш корабль тормозит в окрестности ближайшей к Земле черной дыры, получившей название Гадес (Ад) и расположенной вблизи звезды Веги. На телеэкране заметно присутствие черной дыры: атомы водорода, рассеянные в межзвездном пространстве (их средняя плотность — 6∙10^-2 см^-3), втягиваются внутрь ее гравитационным полем. Везде вы видите их движение: медленное вдали от дыры и все более быстрое по мере приближения к ней. Это напоминает падение воды в Ниагарском водопаде за исключением того, что атомы падают не только с востока, но и с запада, севера, юга, сверху и снизу — отовсюду.

Если вы ничего не предпримете, то тоже окажетесь втянуты внутрь.

Итак, вам предстоит с величайшей осторожностью перевести звездолет с траектории свободного падения на круговую орбиту вокруг черной дыры (подобную орбитам искусственных спутников, вращающихся вокруг Земли) так, чтобы центробежная сила вашего орбитального движения компенсировала силу притяжения черной дыры. Почувствовав себя в безопасности, вы включаете двигатели корабля и готовитесь к изучению черной дыры.

Прежде всего, в телескопы вы наблюдаете электромагнитное излучение, испускаемое падающими атомами водорода. Вдали от черной дыры они настолько холодные, что излучают лишь радиоволны. Но ближе к дыре, там, где атомы падают быстрее, они время от времени сталкиваются между собой, нагреваются до нескольких тысяч градусов и начинают излучать свет. Еще ближе к черной дыре, двигаясь гораздо быстрее, они разогреваются за счет столкновений до нескольких миллионов градусов и испускают рентгеновское излучение. Наблюдая это излучение, приходящее из окрестностей черной дыры, вы вспоминаете, как искали черные дыры с Земли: советские астрофизики Я.Б. Зельдович и И.Д. Новиков в 60-х годах предсказали, что, падая на черную дыру, газ будет испускать мощное рентгеновское излучение. В 1972 г. американский астроном Р. Джиаккони зарегистрировал рентгеновское излучение, приходящее от объекта Лебедь Х-1, подтвердив тем самым предсказание Зельдовича и Новикова и классифицировав этот объект как черную дыру, находящуюся на расстоянии 14 тыс. св. лет от Земли.

Направляя свои телескопы «внутрь» и продолжая приближаться к черной дыре, вы «увидите» гамма-лучи, испускаемые атомами водорода, нагретыми до еще более высоких температур. И наконец, в самом центре вы обнаружите темный диск самой черной дыры.

Следующий ваш шаг — тщательно измерить длину орбиты корабля. Это приблизительно 1 млн км, или половина длины орбиты Луны вокруг Земли. Затем вы смотрите на далекие звезды и видите, что они перемещаются, подобно вам. Наблюдая за их видимым движением, вы выясняете, что вам необходимо 5 мин 46 с, чтобы совершить один оборот вокруг черной дыры. Это и есть ваш «орбитальный период».

Зная период обращения и длину своей орбиты, вы можете рассчитать массу черной дыры. При этом вы пользуетесь тем же методом, что и Исаак Ньютон, вычисливший в 1685 г. массу Солнца и планет Солнечной системы: в соответствии с законом всемирного тяготения Ньютона сила притяжения какого-либо тела пропорциональна его массе, а согласно законам Кеплера, которым подчиняется движение небесных тел по своим орбитам, эта сила пропорциональна также кубу длины орбиты, деленному на квадрат орбитального периода. Применяя эти физические законы к вашей собственной орбите, вы получаете, что масса черной дыры Гадес в 10 раз больше солнечной (10 Мслн). Это, по-существу, полная (суммарная) масса, скопившаяся в черной дыре за всю ее историю и включающая массу звезды, в результате коллапса которой около 2 млрд лет назад образовалась черная дыра, массу всего межзвездного водорода, втянутого в нее с момента ее рождения, а также массу всех астероидов и заблудившихся звездолетов, упавших на нее.

Квазары и черные дыры могут быть органически связаны между собой

Отправляясь в путешествие, вы детально изучили свойства черных дыр. Как доказали в 70-е годы английский и канадские астрофизики С. Хокинг, В. Израэл и Б. Картер, использовавшие представления общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна, черная дыра — это удивительно простой объект.

Все его свойства — сила гравитационного притяжения, отклоняющая световое излучение звезд, а также форма и размер ее поверхности — определяются лишь двумя числами: массой дыры (которую вы уже знаете) и моментом количества движения. Этот момент — мера того, как быстро дыра вращается вокруг собственной оси. Вращаясь, она создает в пространстве вокруг себя некий вихрь, закручивающий все, что попадает внутрь дыры.

Падая, некоторые водородные атомы межзвездной среды кружатся по часовой стрелке, а другие — в противоположном направлении. В результате они могут сталкиваться между собой, но в среднем падают в дыру отвесно («вертикально»), т. е. в радиальном направлении, не вращаясь. И вы приходите к выводу, что эта черная дыра с массой 10 Мслн едва ли вращается вообще — ее момент количества движения близок к нулю.

Зная массу и момент количества движения, можно теперь, пользуясь формулами ОТО, рассчитать все свойства, которыми должна обладать черная дыра. Наиболее интересны свойства ее поверхности, или горизонта — границы, из-за которой все, что падает в дыру, уже не может вернуться; границы, из-за которой не выбраться звездолету и даже любому виду излучения: радиоволнам, свету, рентгеновским или гамма-лучам. Поскольку эта дыра не вращается, ее горизонт имеет форму сферы, длина большой окружности которой при массе 10 Мслн составляет 185 км, что равно, например, периметру Лос-Анджелеса.

Эта величина ничтожна по сравнению с длиной вашей орбиты (1 млн км). И тем не менее в столь крошечный объем втиснута масса вдесятеро больше солнечной! Если бы черная дыра была твердым телом с таким же объемом и массой, ее средняя плотность составила бы 10¹² г/см³. Но насколько позволяют судить ваши наблюдения, она сотворена из вакуума — пустоты. Снаружи от горизонта вещества нет вовсе, если не считать атомов водорода, падающих в дыру из межзвездного пространства, и вашего корабля. 10 солнечных масс звездного газа, из которых в результате коллапса, произошедшего 2 млрд лет назад, образовалась дыра, ныне упрятаны за горизонтом. И так как они никогда больше не появятся и не передадут никакой информации наружу, вы можете полагать в своих дальнейших расчетах, что они полностью исчезли из нашей Вселенной. Единственное, что после них осталось, — сильное гравитационное притяжение, которое влияет на вашу орбиту так же, как и до коллапса, и которое на сфере с экватором длиной 185 км становится столь огромным, что преодолевает любое сопротивление и, тем самым, создает горизонт.

Определив длину окружности горизонта, вы с трудом удерживаетесь от искушения рассчитать диаметр черной дыры по обычной формуле, деля длину окружности на число п = 3,14159… Однако вас уже предупредили, что не следует доверять подобным вычислениям по двум причинам. Во-первых, чудовищное гравитационное поле черной дыры полностью искажает геометрию пространства возле нее: у горизонта диаметр круга может быть гораздо больше, чем отношение длины окружности к числу п. Во-вторых, понятие диаметра имеет смысл лишь тогда, когда вы его можете измерить. Но чтобы измерить диаметр горизонта черной дыры, вам придется проникнуть внутрь него, а очутившись там, вы никогда не сможете вернуться в нашу Вселенную. Вам не удастся даже передать результаты своих измерений на Землю — сигналы не выйдут за горизонт из-за неумолимого тяготения.

Двойная система “черная дыра — красный гигант” в представлении художника

«Не беда, — пытаетесь вы себя успокоить, — пусть я даже никогда не смогу проверить ответ экспериментально, но ведь можно вычислить диаметр дыры с помощью формул ОТО для искривленного пространства». Но тут же вы вспоминаете, что, хотя снаружи черная дыра чрезвычайно проста, о ее внутренности этого сказать нельзя.

Хотя по массе и моменту количества движения черной дыры вы в состоянии вычислить все ее свойства снаружи, вы не можете ничего узнать о ее внутренности. Она может иметь неупорядоченную структуру и быть сильно несимметричной. Все это будет зависеть от деталей коллапса, в результате которого образовалась черная дыра, а также от особенностей последующего втягивания межзвездного водорода. Так что диаметр дыры просто нельзя рассчитать на основе той убогой информации, которая имеется в вашем распоряжении.

Получив эти результаты, вы можете исследовать окрестности горизонта черной дыры. Не желая рисковать человеческой жизнью, вы отправляете десятисантиметровый робот (по имени R3D3) со встроенным передатчиком, который должен передать результаты своих исследований на корабль. Робот получает довольно простое задание: с помощью ракетного двигателя он должен сойти с круговой орбиты вашего звездолета и начать падать к черной дыре. Падая, R3D3 будет передавать на корабль информацию о состоянии своих электронных систем и о пройденном расстоянии. Для этого может быть использован ярко-зеленый луч лазера.

Вы рассчитываете принять лазерный сигнал, расшифровать его для определения состояния аппаратуры и пройденного расстояния, а также измерить цвет (длину волны) излучения. Вы знаете, что, хотя лазер все время испускает зеленый луч, вы будете видеть его все более красным по мере приближения робота к горизонту черной дыры. Отчасти излучение «покраснеет» за счет того, что ему придется затратить энергию на преодоление сильного гравитационного поля черной дыры, и отчасти — из-за доплеровского смещения, связанного с удалением источника излучения от вас. Измеряя «покраснение» лазерного излучения, вы Сможете рассчитать скорость падения робота.

Итак, эксперимент начинается. R3D3 сходит с круговой орбиты и падает по радиальной траектории. Как только он начинает падать, вы пускаете часы, по которым фиксируется время прихода лазерных импульсов. По истечении 10 с вы получаете от него сообщение, что все системы функционируют нормально и он уже опустился на 2600 км. По цвету лазерного излучения вы вычисляете, что в этот момент робот падает со скоростью 650 км/с. Когда ваши часы отмеряют 20 с, его скорость удвоится и достигнет 1300 км/с, а пройденное им расстояние возрастет вчетверо и составит 10 400 км. Спустя минуту скорость достигнет 9000 км/с, и робот упадет на 130 тыс. км, что составит уже 5/6 расстояния до горизонта[1].

Теперь вы должны быть предельно внимательны. Следующие несколько секунд окажутся решающими, поэтому вы включаете высокоскоростную регистрирующую систему для детальной записи всех приходящих сведений. Через 61 с R3D3 сообщает, что все системы пока функционируют нормально, горизонт — на расстоянии 8000 км и приближается со скоростью 15 тыс. км/с. Проходит 61,6 с. Еще все в порядке, до горизонта осталось 2000 км, скорость — 30 тыс. км/с (или 0,1 скорости света, так что цвет излучения начинает меняться все заметнее). А затем, в течение следующей 0,1 с вы с изумлением замечаете, что излучение из зеленого становится красным, инфракрасным, микроволновым, затем приходят радиоволны и наконец все исчезает. Через 61,7 с все кончено — лазерный луч пропал. R3D3 достиг скорости света и исчез за горизонтом.

По мере того как возбуждение спадает и вы подавляете налет сожаления по поводу участи робота, ваше внимание вновь обращается к записанным данным. В них зафиксированы подробности изменения окраски лазерного излучения. Вы знаете, что свет представляет собой колебания электромагнитного поля и что каждый цвет характеризуется своей собственной длиной волны. Длина волны исходного зеленого излучения лазера примерно 5∙10^-4 см, и по мере того как излучение становится все более красным, его длина волны увеличивается. Там, в записях — история этого удлинения.

Из них следует, что пока R3D3 падал, длина волны принимаемого вами излучения сначала менялась очень медленно, а затем все быстрее и быстрее. Но когда она увеличилась в 4 раза (до 2∙10^-3 см), скорость ее изменения неожиданно стала постоянной и впоследствии длина волны удваивалась каждые 3,5∙10^-5 с. После 28 таких удвоений (или через 9,8∙10^-4 с) она достигла 5 км, т. е. того предела, за которым ваша приемная система уже не в состоянии регистрировать сигналы. Следует предположить, однако, что длина волны продолжала все так же удваиваться и после этого, так что после огромного числа удвоений длина волны стала бесконечной и возле горизонта все еще испускались чрезвычайно слабые и длинноволновые сигналы.

Означает ли это, что R3D3 так и не пересек горизонт и никогда не сможет сделать этого? Вовсе нет. Эти последние сигналы с многократно удваивавшейся длиной волны будут бесконечно долго «выбираться» из «тисков» гравитационного поля черной дыры. R3D3 много минут назад пересек горизонт, двигаясь со скоростью света[2]. Но слабые сигналы от него будут продолжать приходить, поскольку время их пребывания в пути оказалось бесконечно велико. Они — следы далекого прошлого.

Вещество, нагревающееся при падении в черную дыру, делает ее видимой в некоторых областях спектра

Сверхмассивная черная дыра, захватывающая звездную материю у звезд в тесной тройной системе

После многочасового изучения данных, полученных от робота, и продолжительного сна, необходимого для восстановления сил, вы приступаете к следующему этапу исследований.

На этот раз вы решаете самостоятельно обследовать окрестности горизонта событий, правда, рассчитываете сделать это с большей предосторожностью, чем ваш посланник: вместо свободного падения к горизонту, вы собираетесь снижаться постепенно.

Попрощавшись с командой, вы влезаете в спускаемый аппарат и покидаете корабль, оставаясь сначала на той же круговой орбите. Затем, включая ракетный двигатель, слегка тормозите, чтобы замедлить свое орбитальное движение. При этом вы начинаете по спирали приближаться к горизонту, переходя с одной круговой орбиты на другую. Ваша цель — выйти на круговую орбиту с периметром, слегка превышающим длину горизонта. Поскольку вы движетесь по спирали, длина вашей орбиты постепенно сокращается: от 1 млн км до 500 тыс., потом до 100 тыс., 90 тыс., 80 тыс….. и тут начинает твориться что-то странное.

Находясь в состоянии невесомости, вы подвешены в своем аппарате, предположим, ногами — к черной дыре, а головой — к орбите вашего корабля и звездам. Но постепенно вы начинаете ощущать, что кто-то тянет вас за ноги вниз и вверх — за голову. Вы соображаете, что причина — притяжение черной дыры: ноги ближе к дыре, чем голова, поэтому они притягиваются сильнее. То же самое справедливо, конечно, и на Земле, но разница в притяжении ног и головы там ничтожна — меньше 10^-6, так что никто этого не замечает. Двигаясь же по орбите длиной 80 тыс. км над черной дырой массой 10 Мслн, вы ощущаете эту разницу вполне отчетливо — различие в притяжении составит 1/8 земной силы тяжести (1/8 g). Центробежная сила, обусловленная вашим движением по орбите, компенсирует притяжение дыры в центральной точке вашего тела, позволяя свободно парить в невесомости, но на ваши ноги будет действовать избыточное притяжение 1/16 g, голова же, наоборот, будет притягиваться слабо, и центробежная сила потянет ее вверх в точности с тем же дополнительным ускорением — 1/16 g.

Несколько озадаченный, вы продолжаете движение по закручивающейся спирали, но удивление быстро сменяется беспокойством: по мере уменьшения размеров орбиты силы, растягивающие вас, будут нарастать все стремительнее. При длине орбиты 64 тыс. км разность составит 1/4 g, при 51 тыс. км — 1/2 g и при 40 тыс. км она достигнет полного земного веса. Скрипя зубами от натуги, вы продолжаете движение по спирали. При длине орбиты 25 тыс. км сила растяжения составит 4 g, т. е. вчетверо превысит ваш вес в земных условиях, а при 16 тыс. км — 16 g. Больше вы не в состоянии выдержать в вертикальном положении. Пытаетесь решить эту проблему, свернувшись калачиком и подтянув ноги к голове, уменьшив тем самым разность сил. Но они уже настолько велики, что не дадут вам согнуться — снова вытянут вертикально (вдоль радиального по отношению к черной дыре направления).

Что бы вы ни предпринимали, ничто не поможет. И если движение по спирали будет продолжаться, ваше тело не выдержит — его разорвет на части. Итак, достичь окрестности горизонта нет никакой надежды…

Разбитый, преодолевая чудовищную боль, вы прекращаете свой спуск и переводите аппарат сначала на круговую орбиту, а затем начинаете осторожно и медленно двигаться по расширяющейся спирали, переходя на круговые орбиты все большего размера, пока не доберетесь до звездолета.

В изнеможении добравшись до капитанской рубки, вы изливаете свои беды бортовому компьютеру. «Тише, тише, — успокаивает он вас, — естественно, вы удручены, но виноваты во всем сами. Вам рассказывали о растяжении в направлении от головы к ногам в процессе подготовки к полету. Помните? Это ведь те же самые силы, что вызывают океанские приливы на Земле».

Но почему же робот R3D3 оказался столь стойким к действию приливных сил? Вы догадываетесь, что это произошло по двум причинам: он был изготовлен из сверхпрочного титанового сплава и имел размеры, значительно меньшие, чем ваши. Его высота, помнится, равнялась 10 см и, стало быть, приливная сила, действующая на него, была, соответственно, гораздо слабее.

Но затем вы приходите к неутешительному выводу: даже проткнув горизонт, R3D3 должен был продолжать падать в область со все возрастающими приливными силами. Спустя 2∙10^-4 с после попадания в черную дыру его должна была поглотить и разрушить сильнейшая хаотическая сингулярность с бесконечной кривизной пространства-времени и бесконечными приливными силами, а он, в свою очередь, некоторым хаотическим образом должен был изменить эту сингулярность.

Вы вспоминаете, что еще в 1965 г. английский физик Р. Пенроуз использовал законы ОТО Эйнштейна для доказательства того, что такая сингулярность «проживает» внутри любой черной дыры, а в 1969 г. хаотическое поведение сингулярности было выведено «русской тройкой» — Е.М. Лившицем, И.М. Халатниковым и В.А. Белинским. Это были «золотые годы» теоретических исследований черных дыр. Но одна ключевая особенность их поведения ускользнула тогда от физиков, они лишь догадывались о ней. И только гораздо позже, где-то в 2013 г. мадам Абигаль Лайман доказала, что каждая черная дыра должна подчиняться «принципу космической цензуры»: ее сингулярность должна быть навечно скрыта от внешнего наблюдателя прикрывающим ее горизонтом. Чтобы изучить сингулярность, наблюдатель не только вынужден погибнуть — ему даже не удастся накопленный столь дорогой ценой опыт передать обратно, во внешнюю часть Вселенной.

Не желая платить столь высокую цену за личное знакомство с сингулярностью, вы решаете ограничиться исследованием окрестностей черных дыр. К счастью, вы припоминаете, что большое разнообразие явлений может наблюдаться и снаружи от черной дыры, в непосредственной близости от ее горизонта. Вы решаете изучить эти явления в первую очередь и сообщить о результатах своих исследований на Землю, во Всемирное географическое общество. Черная дыра Гадес обладает слишком большими приливными силами, которые не позволяют приблизиться к ее горизонту, но, согласно законам Эйнштейна, величина приливных сил вблизи горизонта обратно пропорциональна квадрату массы черной дыры. Для черной дыры с массой в 100 тыс. раз больше солнечной, т. е. в 10 тыс. раз более массивной, чем Гадес, приливные силы у горизонта будут в 100 млн раз слабее. Иными словами, такая дыра должна быть весьма «комфортабельной» — никаких болевых ощущений.

Формирующаяся черная дыра на месте взрыва Сверхновой

Итак, вы начинаете строить планы следующего этапа путешествия: визит к ближайшей черной дыре с массой 100 тыс. Мслн из атласа черных дыр Уиткомба, — к черной дыре, расположенной в центре нашей Галактики — Млечного Пути.

Ваш план полета предполагает создание такой тяги ракетных двигателей, которая обеспечивала бы ускорение всего Big, так что вы и ваша команда будете ощущать внутри звездолета силу притяжения, равную земной. Вы разгонитесь по направлению к центру Галактики в течение половины пути, а вторую половину будете замедлять движение с отрицательным ускорением -1 g. Все путешествие длиной 30 100 св. лет потребует 30 103 года в системе отсчета, связанной с Землей, но в вашей системе отсчета пройдет лишь 20 лет и 7 месяцев.

Вы предупреждаете Всемирное географическое общество, что следующее сообщение от вас придет из окрестностей галактического центра, после того как вы исследуете находящуюся там черную дыру с массой в 100 тыс. Мслн. Члены общества должны пребывать в анабиозе около 60 211 лет, если они хотят дождаться повторного сообщения (30 103 года, пока вы доберетесь до центра Галактики, и 30 108 лет, пока сообщение достигнет Земли). К сожалению, это так. Гораздо приятнее Вселенная в фантастических фильмах, где звездолеты переносят путешественников через галактики за времена, непродолжительные с любой точки зрения. Действительно, в 60-е годы XX в. даже некоторые ученые полагали, что каналы и туннели в гиперпространстве сделают такие путешествия возможными и, более того, позволят путешествовать обратно во времени. Но более пристальное изучение физических законов привело к заключению, что ни одно из таких путешествий не реализуемо. Самое большее, на что вы можете рассчитывать, — это путешествовать сравнительно недолго по своим часам, но чрезвычайно долго с точки зрения землян.

Через 20 лет 7 месяцев ваш звездолет тормозит в центральной части Млечного Пути. Именно здесь, как подтверждают ваши датчики, находится чудовищная черная дыра, всасывающая под свой горизонт смесь газа и звездной пыли. Вы переводите звездолет на тщательно выбранную круговую орбиту над горизонтом черной дыры. Измеряя длину и период своей орбиты и подставляя результаты в формулы Ньютона — Кеплера, вы определяете массу черной дыры. Поразительно! 100 тыс. Мслн в точном соответствии с характеристиками, приведенными в атласе черных дыр Уиткомба. Основываясь на безвихревом характере падения газа и пыли, вы заключаете, что у дыры отсутствует заметный момент количества движения. Это подсказывает вам, что ее горизонт имеет форму сферы с длиной большой окружности 1 млн 850 тыс. км — немного меньше длины лунной орбиты вокруг Земли.

Детально изучив с помощью приборов падение газа в дыру, вы готовитесь к спуску в окрестности ее горизонта: организуете лазерную связь между спускаемыми аппаратами и компьютером звездолета, после чего выводите спускаемый аппарат из отсека звездолета и постепенно замедляете его, переводя на спиральную орбиту, приближающуюся к горизонту.

Все происходит в соответствии с вашими ожиданиями, до тех пор пока вы не достигли орбиты длиной 5 млн 500 тыс. км — втрое превышающей длину горизонта. Здесь возникают пугающие перемены! Плавное управление двигателями вместо плавного изменения вашей орбиты приводит к губительному падению по направлению к горизонту. В панике вы разворачиваете аппарат и, резко форсируя двигатели, вновь поднимаетесь на орбиту длиной больше 5 млн 500 тыс. км.

«В чем, черт побери, была ошибка?» — обращаетесь вы по лазерной связи к компьютеру звездолета.

«Тише, тише, — успокаивает он. — Вы рассчитывали вашу орбиту, используя законы Кеплера, основанные на законе всемирного тяготения Ньютона. Но этот закон нарушается вблизи горизонта черной дыры и должен быть заменен законами ОТО Эйнштейна. А законы Эйнштейна предсказывают внезапное изменение круговых орбит там, где вы это испытали, — на орбите, длина которой втрое больше длины горизонта. Ниже все орбиты неустойчивы, как карандаш, поставленный на острие. Ничтожный импульс, переданный падающим газом или вызванный неправильным направлением тяги ракетных двигателей, приведет к падению спускаемого аппарата к горизонту; аналогично, такой же импульс, направленный не к дыре, а от нее, приведет к временному нырку назад, к орбите длиной, втрое превышающей длину горизонта, а затем — снова к стремительному падению к горизонту. Любой другой путь невозможен, пока вы не добьетесь тщательнейшей коррекции на случай таких нырков, детально проработав программу управления ракетными двигателями спускаемого аппарата. Вам, человеку, вручную немыслимо столь аккуратно управлять двигателями, но это могу проделать я. Если хотите, я сохраню устойчивость L орбиты спускаемого аппарата с помощью коррекции тяги, в то время как вы будете управлять спуском, меняя режим двигателей более грубо».

«Проклятый компьютер! — бормочите вы про себя. — Он всегда отвечает на мои вопросы, но никогда сам не предложит необходимую информацию, не предупредит, когда я собираюсь поступить неверно».

Тем не менее вы принимаете предложение бортового компьютера, который затем объясняет, что неустойчивость — вовсе не единственная особенность вашей орбиты, появляющаяся при длине, втрое превышающей длину горизонта. Возникает также необходимость изменить направление тяги ваших ракетных двигателей. До сих пор, желая приблизиться по спирали к горизонту, вы были вынуждены, включая двигатели, разворачивать аппарат носом назад. Теперь, внутри сферы с длиной большой окружности, втрое превышающей длину горизонта, вы сможете приближаться к горизонту, лишь если при включении двигателей развернете аппарат носом вперед. Последовательно уменьшающиеся орбиты будут требовать все больших моментов количества движения и больших значений орбитальной скорости.

Итак, с помощью компьютера вы по спирали приближаетесь к горизонту, переходя от орбиты с длиной, превышающей длину горизонта в 3 раза, к орбите, длиннее горизонта в 2,5 раза, затем в 2; 1,6; 1,55; 1,51; 1,505; 1,501 раза… О, разочарование! По мере того как ваша скорость приближается к скорости света, длина вашей орбиты приближается к величине, в 1,5 раза превышающей длину горизонта. Добраться до самого горизонта этим методом нет никаких надежд.

Снова вы обращаетесь за помощью к компьютеру и снова он утешает вас, объясняя, что внутри сферы с длиной большой окружности, превышающей длину горизонта в 1,5 раза, вообще не может быть круговой орбиты. Силы притяжения там настолько сильны, что не могут компенсироваться центростремительными силами, даже если скорость движения по орбите равна скорости света. Если вы хотите еще приблизиться к горизонту, вы вынуждены компенсировать силу притяжения силой тяги ваших ракетных двигателей.

Получив это предостережение вы советуетесь с компьютером, как реализовать подобную компенсацию. Объясняете, что хотели бы приблизиться к горизонту настолько, чтобы длина вашей орбиты составляла 1,0001 длины горизонта, где рассчитываете исследовать большинство эффектов, связанных с его влиянием, и откуда вы еще в состоянии выбраться. Но если вы удержите свой аппарат с помощью ракетных двигателей на такой орбите, какие ускоряющие силы вы будете ощущать? «В 1,5«10¹² раз превышающие силу земного притяжения», — спокойно отвечает компьютер.

Глубоко обескураженный, вы включаете тягу и по спирали возвращаетесь обратно в чрево звездолета.

Эффект "гравитационной линзы" поможет обнаружить местоположение черной дыры.

После продолжительного отдыха, пятичасовых расчетов с использованием формул ОТО для черных дыр и трехчасового изучения атласа черных дыр Уиткомба вы, наконец, составляете план следующего этапа путешествия. Затем передаете во Всемирное географическое общество (оптимистически полагая, что оно все еще существует) отчет о своем исследовании черной дыры с массой 100 тыс. Мслн, а в конце излагаете ваш план.

Расчеты показывают, что чем больше черная дыра, тем меньшая сила тяги ракетных двигателей необходима, чтобы удержать вас на орбите длиной 1,0001 длины горизонта. Для болезненной, но все же выносимой силы, равной 10 g, необходима черная дыра массой 8«10¹² Мслн. Ближайшая такая дыра под названием Гаргантюа находится далеко за пределами области размерами в 100 тыс. св. лет, внутри которой расположена наша Галактика, и далеко за пределами скопления галактик Девы (100 млн св. лет), вокруг которого вращается наш Млечный Путь. Черная дыра находится возле квазара 8С 2975, отстоящего на 1,2 млрд св. лет от Млечного Пути, что составляет 8 % от размеров наблюдаемой Вселенной. Вы решаете отправиться к ней. Используя ускорение 1 g на первой половине пути и такое же замедление на второй половине, вы затратите на путешествие 1,2 млрд лет по земным часам, но всего лишь 39 лет и 11 месяцев — по вашим. Если члены Всемирного географического общества не желают рисковать и на 2,4 млрд лет погрузиться в анабиоз, они будут вынуждены отказаться от приема вашего следующего сообщения.

(окончание следует)

Смертельная волна

Доктор геолого-минералогических наук Н. КОРОНОВСКИЙ.

Примерная схема образования цунами. Мгновенное смещение дна океана вызывает в воде волны деформации и длинные волны на поверхности океана. В том месте, где глубина океана уменьшается примерно до половины длины волны, последняя начинает расти и на пологом (отмелом) берегу может достигнуть высоты 20–40 м.

Термин “цунами” пришел из японского языка и дословно означает “большая волна в заливе”. Цунами возникает во время землетрясения в море или в океане, когда создаются условия для образования в толще воды мощных волн. Эти волны расходятся во все стороны от эпицентра, который представляет собой проекцию гипоцентра — условного центра очага землетрясения — на поверхность морского дна. Очаг располагается в толще Земли на некоторой глубине, чаще всего в пределах нескольких десятков километров. Именно там, в области очага, возникают напряжения и деформации горных пород, которые приводят к разрывам и высвобождению накопившейся энергии.

Далеко не каждое землетрясение, случающееся в океане, вызывает цунами. Гигантская волна образуется в том случае, когда происходит внезапное, очень резкое смещение океанского дна, и особенно часто при мгновенном вертикальном взбрасывании (подъеме) одного из крыльев тектонического разрыва. Детальный анализ условий возбуждения цунами показал, что максимальная амплитуда волн цунами возникает в том случае, когда смещения пород происходят на глубине примерно 10 км, а если гипоцентр расположен глубже, амплитуда постепенно уменьшается.

Над местом тектонического смещения океанского дна в поверхностном слое воды возникает водяной холм, который, оседая, образует волны, расходящиеся, как от брошенного в воду камня, во все стороны. В открытом океане эти волны имеют очень большую длину: расстояние между двумя гребнями достигает 100–150 км. А вот высота у них небольшая, всего несколько метров, очень редко — десятки метров.

Итак, резкое, почти мгновенное смещение дна вызывает одновременный подъем всей толщи океанской воды и волны на поверхности, расходящиеся в стороны со скоростью до 600–800 км/ч. Чем больше глубина океана, тем выше скорость волн, которая примерно пропорциональна квадратному корню из глубины. Находясь в открытом океане на корабле или яхте, очень длинную поверхностную волну можно и не заметить. Но ситуация меняется, когда такая волна приближается к отмелому берегу с широким и пологим подводным склоном.

Дело в том, что колоссальная энергия волны перераспределяется, так как трение воды о дно замедляет движение нижней части водяной толщи, в то время как ее верхняя часть перемещается с большей скоростью. Этот процесс начинает развиваться, когда глубина достигает примерно половины длины волны. При приближении к берегу уменьшается как скорость движения волны, так и ее длина. Например, при глубинах около 1 км скорость волны составляет 350–360 км/ч, а при глубине 50 м — менее 100 км/ч.

Когда нижняя часть волны начинает тормозиться, волна “вырастает”, увеличивая свою высоту, и вся ее энергия сосредоточивается на относительно узком фронте. На гребне растущей волны появляется белый бурун, и она приобретает асимметричную форму: внутренняя сторона вогнутая и крутая, а внешняя, обращенная в сторону океана, — более пологая.

У волны цунами гребень венчается гигантским буруном, а сама она, высотой 5, 10 или 30 м, всей массой гигантской водяной стены обрушивается на берег, и бурлящая вода стремительно мчится вперед, сметая все на своем пути. Если волна входит в узкий залив, то ее высота возрастает в несколько раз, образуя водяной вал (его называют “бор”), удар которого о берег подобен залпу сотен орудий. Постепенно сила волны иссякает, и вода начинает свой обратный бег к океану, увлекая за собой любые плавающие предметы, автомобили, животных и людей.

В случае недавней катастрофы, начавшейся утром 26 декабря 2004 года в 7 часов 58 минут 53 секунды по местному времени в Индийском океане у берегов Индонезии и Таиланда, эпицентр первого землетрясения находился вблизи северной оконечности острова Суматра, в точке с координатами 3°30’ северной широты и 95°87’ восточной долготы. В геологическом плане в этом районе проходит граница между двумя литосферными плитами — крупными блоками земной коры. При этом происходит погружение, пододвигание (субдукция) океанической Индийской плиты под более восточную континентальную плиту. Глубоководный желоб, протягивающийся параллельно Суматре, представляет собой след такого погружения.

Гипоцентр первого толчка землетрясения был неглубоким, как говорят, мелкофокусным и находился на глубине около 30 км. Резкое, почти мгновенное смещение океанской плиты на десятки метров вызвало деформацию в поверхности океанского дна, которая и спровоцировала возникновение цунами, сразу же обрушившегося на острова Суматра и Ява. Примерно через 10–20 минут волна достигла Андаманских и Никобарских островов, а затем западных берегов Таиланда и курортного острова Пхукет.

Больше времени, почти два часа, понадобилось цунами, чтобы ударить по Шри-Ланке (бывший остров Цейлон), восточному побережью Индии, Бангладеш и Мальдивским островам. На Мальдивах высота волны не превышала двух метров, но сами острова поднимаются над поверхностью океана не больше, чем на метр-полтора, поэтому две трети территории Мале — столицы островного государства — оказались под водой. Однако в целом Мальдивские острова пострадали не слишком сильно, поскольку окружены постройками коралловых рифов, которые приняли на себя удары волн и погасили их энергию, обеспечив тем самым пассивную защиту от цунами. Через шесть часов волна дошла до восточного побережья Африки.

Наибольшее число жертв и разрушений цунами вызвало в Индонезии и на Шри-Ланке.

По оценкам, общее количество погибших составляет более 280 тысяч человек.

По данным сейсмических станций, землетрясение, вызвавшее цунами в Индийском океане, вернее, его первый толчок имел магнитуду 8,6–8,9 или даже 9,1 по шкале Рихтера, то есть близко к максимально возможной. Появились сведения, что оно способствовало резкому смещению оси вращения Земли на 3 см, а земные сутки уменьшились на 3 микросекунды. Второй толчок, эпицентр которого находился несколько севернее первого, имел магнитуду 7,3 и вызвал образование второй волны цунами. После первых, самых сильных толчков 26 декабря землетрясения в этом регионе происходили практически ежедневно в течение нескольких недель с довольно высокой магнитудой порядка 5–6. Такие землетрясения, следующие за главным сейсмическим ударом, называются афтершоками. Они свидетельствуют о рассасывании напряжений, об их релаксации.

Землетрясения колоссальной мощности происходят с периодичностью раз в 150–200 лет. Об этом есть достоверные исторические сведения, в том числе и о цунами, вызванных землетрясениями. Так, в 365 году н. э. в Александрии (Египет) волны погубили 5000 человек; в 1755 году в Лиссабоне жертвами цунами стали тысячи людей. При взрыве вулкана Кракатау в Зондском проливе между островами Ява и Суматра в 1883 году гигантская волна смыла в море более 36 000 человек; в 1896 году в Японии волны высотой 15 м привели к смерти нескольких тысяч человек, в 1933 году у побережья Санрику в Японии, где высота волн цунами достигала 24 м, погибли 3000 жителей. В 1952 году цунами высотой 18 м разрушило город Северо-Курильск, расположенный на острове Парамушир, самом северном острове Курильской островной дуги, при этом погибли несколько тысяч жителей, так как волн было три. Список подобных катастроф можно еще продолжить.

Возникает вопрос: а можно ли предвидеть цунами и предупредить жителей регионов о надвигающейся волне? День и час возникновения землетрясения предсказать в принципе нереально, так как это процесс нелинейный. Но можно установить районы, где риск землетрясения велик, и определить его вероятную силу, то есть провести сейсмическое районирование территорий различной детальности.

Основные места возникновения цунами — это Тихий океан, на периферию которого приходится более 80 % цунами. Знаменитое “огненное” кольцо Тихого океана характеризуется не только большим количеством действующих вулканов, но и частыми сильными землетрясениями, горным рельефом и цепочкой глубоководных желобов. В этих местах, называемых активными континентальными окраинами, происходит погружение тяжелых, холодных океанических плит под более легкие и высоко расположенные континентальные. Процессы взаимодействия между плитами и приводят к землетрясениям, извержениям вулканов и возникновению цунами в океане.

Обрушится на берег огромная волна после землетрясения в океане или нет — неизвестно. Жители побережий, находящихся в опасной сейсмической зоне, почувствовав землетрясение, должны немедленно бежать прочь от береговой зоны. Так можно спастись от цунами, образовавшегося недалеко от берега, когда время прихода волны составляет 15–30 минут. Если же цунами возникает далеко и волны перемещаются по поверхности океана несколько часов, то достаточно времени, чтобы подготовиться к удару стихии и вывести людей в безопасные места. Но для этого надо провести огромную работу: поставить в сейсмоопасных районах океанов или морей автоматические сейсмографы, разработать систему оповещения населения, чтобы не возникала непременная в таких случаях паника. Надо, чтобы и туристы, приезжающие отдыхать в сейсмоопасные зоны, об этом знали и четко представляли, что надо делать в случае тревоги, которую можно объявлять сиренами, ревунами, по радио и любыми другими способами. К сожалению, в районе землетрясения, которое случилось 26 декабря 2004 года, сети наблюдений просто не существовало, а система оповещения о землетрясении и цунами не была организована.

Сейчас и в Индийском океане, вблизи Индонезии, предполагается организовать сеть наблюдений, а в дальнейшем есть намерения сделать глобальную сеть предупреждений о цунами и оснастить ее новейшими сейсмографами, специальными датчиками и бакенами, на которых будет размещена регистрирующая аппаратура, и все это объединить спутниковой системой.

Схема рельефа дна северо-восточной части Индийского океана. Хорошо выражен глубоководный желоб. Большой кружок — эпицентр главного толчка землетрясения 26 декабря 2004 года, кружки меньшего размера — землетрясения меньшей магнитуды.

Смертельная волна