Курс на Марс. Самый реалистичный проект полета к Красной планете

Во время строительства базы можно развернуть купола до 50 метров в диаметре и закачать в них воздух под давлением 5 фунтов на квадратный дюйм, чтобы создать условия для жизни людей. Если купола сделать из высокопрочных пластмасс, например из кевлара (предел текучести волокна у которого 200 тысяч фунтов на квадратный дюйм, то есть он в два раза прочнее стали), при толщине стенки в один миллиметр они будут обладать тройным запасом прочности и весить всего около 8 тонн (считая вместе с нижним полушарием), плюс потребуется негерметичная защита из оргстекла весом в 4 тонны. (Конструкция из кевларового полотна, изготовленного по технологии рип-стоп,[27]

вряд ли обвалится. Даже если кто-то прострелит купол диаметром 50 метров крупнокалиберной пулей, понадобится более двух недель, чтобы вышел весь воздух, то есть времени для ремонта хватит вполне.) В первые годы заселения планеты готовые купола можно будет привозить с Земли. Позже они, а также более крупные купола станут производиться на Марсе. (Масса герметизированного купола увеличивается пропорционально кубу его радиуса, а масса негерметизированного – пропорционально квадрату радиуса: 100-метровые купола будут весить 64 тонны, для них потребуется 16-тонная защита из оргстекла и т. д.)

Ключевая проблема в использовании куполов – их фундаменты. Предполагается, что естественная форма для находящейся под давлением гибкой емкости контейнера – это сфера, так как в ней нагрузка распределяется везде одинаково. Несмотря на то что такая форма проста и надежна, она способна повлечь за собой серьезные трудности, если использовать ее в качестве основы для купола убежища, потому что в таком случае придется очень много копать. Представьте надувной мяч, у которого нижняя половина зарыта в землю. Чтобы погрузить его в грунт, придется выкопать яму, равную по размерам нижней полусфере. Задача кажется пустячной, если вы развлекаетесь на пляже, а вот на Марсе, когда вы планируете построить 50-метровый купол, вам придется копать и копать. Мало того, вы сначала должны будете выкопать яму и положить в нее сферу, а потом засыпать только что вынутый грунт внутрь купола, чтобы заполнить его нижнюю половину. В результате вы получите грандиозное помещение 50 метров в поперечнике и высотой 25 метров от земляного пола до вершины (рис. 7.2а) – это красиво, но трудоемко, потому что вам придется поднять на поверхность, а затем засыпать обратно около 260 000 тонн грунта. Естественный кратер нужного размера дал бы вам большое преимущество, но очень маловероятно, что вы сможете отыскать такой, и уж тем более вы не найдете двух или большего количества подходящих естественных углублений, которые бы располагались на предполагаемом месте базы.

Рис. 7.2. Методы строительства куполов на поверхности Марса: а) закопана половина сферического купола; б) нижняя половина купола имеет радиус кривизны вдвое больше, чем верхняя; в) укрепление купола в виде шатра; г) сферический жилой комплекс с кевларовыми перекрытиями, полностью расположенный над поверхностью (рисунок Майкла Кэрролла)

Впрочем, можно обойти эту неприятность, если делать верхнюю и нижнюю половины купола с различным радиусом кривизны. Сравните две монеты разного достоинства, и вы поймете, что я имею в виду. Монета большего размера имеет больший радиус. Дуга, которую вы проведете вдоль ее края, будет гораздо более пологой, чем дуга вдоль монетки поменьше. Поэтому, чтобы долго не копаться в грунте, мы могли бы вместо целого полушария расположить под поверхностью секцию с большим радиусом кривизны, чем у верхней половины купола (рис. 7.26). Так, если конструкция над поверхностью почвы – это полноценное полушарие 50 метров в диаметре (с радиусом кривизны 25 метров), а внизу предполагается расположить секцию с радиусом кривизны 50 метров, то вместо полусферического котлована глубиной 25 метров достаточно будет выкопать яму глубиной всего 3,35 метра, а количество перемещаемой туда-обратно почвы с 260 000 тонн уменьшится до 6500. Последняя цифра делает предложенную идею весьма заманчивой. Если задействовать оборудование, способное извлекать один самосвал (20 кубических метров) почвы в час, работа над котлованом займет 48 часов.