Ксавье де Кестелир: Приключения межпланетного архитектора

Когда мне было лет двенадцать лет, отец привел меня на выставку, посвященную космосу, которая проходила неподалеку — в Брюсселе. Это был приблизительно 1988 год — Холодная война подходила к концу. Отголоски соперничества между американцами и русскими привнесли кое-что на ту выставку. НАСА показало обломки взорвавшегося космического челнока, а русские привезли космическую станцию «Мир». Фактически, это был учебный модуль: можно было войти внутрь и все осмотреть. Он был настоящий — там были кнопки, провода, пищевой и рабочий отсеки. Вернувшись домой, я сразу начал рисовать космические корабли. Это были не корабли из научной фантастики. Фактически, я создавал технические чертежи. Отсеки в разрезе: из чего они могут быть сделаны, где можно расположить провода и винты.

К счастью, я не стал космическим инженером, я выбрал архитектуру. Вот несколько проектов, в которых я участвовал за последние пятнадцать лет. Все они довольно сильно отличаются друг от друга, и причина в том, что они создавались для разных условий. У них были разные ограничения. Думаю, чем строже ограничения, тем оригинальнее получится дизайн.

Сегодня эти проекты есть во всем мире. Еще несколько лет назад эта карта оказалась недостаточной. Она была слишком маленькой. Мы добавили новую карту, потому что нам предстояло разработать проект на Луне для Европейского космического агентства — нас попросили спроектировать пригодную для жизни среду на Луне, — и другую карту для проекта НАСА на Марсе — конкурс на варианты марсианского жилья.

Архитектор, в попытке создать что-то новое на незнакомой территории, в первую очередь изучает уже существующую местную архитектуру. Конечно, совершить подобное на Луне проблематично, потому что в нашем распоряжении только миссии «Аполлона». Наши побывали там задолго до моего рождения и провели там всего лишь три дня. Так что для меня это нечто вроде долгого и крайне затратного похода.

Основная проблема строительства на другой планете или Луне заключается в доставке всего необходимого. Во-первых, доставка на поверхность Луны, допустим, одного килограмма груза, стоит около $200 тысяч, что очень дорого. Поэтому нужно максимально облегчить груз. Во-вторых, пространство — оно не бесконечно. Правильно? Это ракета «Ариан 5». Отсек для груза у нее около 4,5 на 7 метров, то есть не очень большой. Так что нам нужна одновременно компактная и легкая архитектурная система, и такая у нас уже есть. Она очень малогабаритная и легкая. На самом деле я уже проектировал ее ранее.

Но появилась одна проблема: эти надувные части очень хрупкие. Их необходимо по-особенному укрепить для использования в условиях суровой окружающей среды, например на Луне. Взгляните на это. Разница температур на поверхности Луны может достигать 200 градусов. На одном полушарии может быть +100 градусов по Цельсию, а на другом — 100 градусов ниже нуля. Необходимо защитить себя от этого.

На Луне отсутствует магнитное поле, поэтому любая радиация — солнечная или космическая — разрушит поверхность. От этого тоже необходимо придумать защиту, защиту для астронавтов. И третье, но при этом не менее важное: на Луне нет атмосферы, следовательно, метеориты не сгорят и будут врезаться в ее поверхность. Поэтому на Луне так много кратеров. Астронавтов нужно защитить и от этого.

Какой же тип постройки нам необходим? На самом деле лучший вариант — пещера. Она обладает необходимой нам огромной массой. Масса нужна для защиты от температуры, радиации и метеоритов. И вот, что мы придумали. У нас уже сконструирована часть лунной базы, обозначенная синим. Она надувная. Здесь находятся просторные лаборатории и зоны отдыха, а прикрепленные к ней цилиндры — это защитные модули для жизнеобеспечения, а также шлюз. А наверху — массивное помещение в виде купола, его цель — защитить людей. Где мы собираемся взять этот материал? Доставим бетон и цемент с Земли на Луну? Разумеется, нет — это слишком проблематично. И очень дорого. Поэтому мы будем использовать местные материалы.

На Земле мы работаем как раз с местными материалами. В какой бы стране мы ни строили, мы всегда смотрим, какие местные материалы доступны. А какие на Луне местные материалы? Их не так уж много. В действительности только один. Лунная пыль, или по-научному реголит, лунный реголит. Замечательно, он есть везде, верно? Он полностью покрывает всю поверхность. Толщиной от 20 сантиметров до нескольких метров. Но как мы сможем строить из него? С помощью 3D-принтера. Каждый раз при упоминании 3D-принтера, вероятно, все представляют огромную машину, которая будет печатать блоки небольшого размера. Конечно, я не собираюсь отправлять 3D-принтер на Луну, чтобы напечатать лунную базу. Я буду использовать устройство значительно меньшего размера, как, например, вот это. Это маленькое устройство — компактный робот-вездеход, у которого есть маленький ковш, с его помощью он доставляет реголит к куполу и наносит его тонким слоем, другой робот придает ему твердость, слой за слоем, пока через несколько месяцев не будет построена вся база.

Возможно, вы заметили, мы печатаем определенную структуру, я захватил немного для примера. Мы называем ее «пенопласт с закрытыми ячейками». Выглядит почти как натуральный. Мы используем эту структуру, потому что застыть должна лишь определенная часть оболочки, а это значит, что нам придется доставлять с Земли меньше связующих материалов, что уменьшит вес.

Этот подход с применением защитного купола мы разработали специально для марсианского проекта. Здесь вы видите три купола. А вот печатающие эти купола принтеры. Между Марсом и Луной есть принципиальная разница, которую я сейчас объясню. Эта диаграмма показывает в масштабе размер Земли и Луны, а также расстояние между ними, около 400 тысяч километров. Если мы в итоге отправимся на Марс, расстояние от Земли до Марса — это фото Земли с Марса сделано марсоходом Curiosity. Вот это маленькое пятнышко — это Земля на расстоянии 400 млн километров. Проблема в том, что это расстояние в тысячу раз больше расстояния от Земли до Луны, и у нас нет прямого радиоконтакта с тем же Curiosity. Поэтому я не могу управлять им дистанционно с Земли. Я не могу дать команду: «Вездеход, поверни налево», потому что сигнал дойдет до Марса только через 20 минут. Наконец, вездеход повернет налево, и понадобится еще 20 минут, чтобы от него дошел ответ: «Ок, повернул налево». Из-за расстояния вездеходам и роботам придется работать автономно. Единственная проблема — миссии на Марс очень рискованны. Мы видели это всего несколько недель назад. Что, если половина миссии не достигнет Марса? Что делать?

Вместо создания одного или двух вездеходов, как на Луне, мы сделаем тысячи. Это немного похоже на термитник. Я могу избавиться от половины колонии термитов, но они все равно построят термитник. Это может занять немного больше времени. То же самое и здесь. Если половина наших роботов и вездеходов не доберутся до Марса, строительство займет немного больше времени, но оно осуществится. Здесь у нас три разных вездехода. На заднем плане экскаватор. Он очень хорошо копает реголит. Затем у нас есть транспортер, который отлично справляется с доставкой реголита к месту строительства. И последний, небольшого размера, с тремя маленькими клешнями, ему не нужно слишком много двигаться. Его задача — подойти, стать на слой реголита, скрепить все воедино, слой за слоем формировать эту купольную структуру.

Теперь мы хотим это опробовать, для этого мы отправились в путешествие и создали собственный отряд роботов. И вот мы сделали десяток, небольшой отряд. Взяли шесть тонн песка и хотели посмотреть, как эти маленькие роботы справятся с передвижением песка, в нашем случае земного песка. Мы не управляли ими дистанционно. Верно? Им не давали команду идти направо или налево и не программировали заранее. Нет. У них было лишь задание: перенести песок из одного места в другое. Если на пути возникнет препятствие, например, камни, они должны сами их рассортировать. При столкновении с другими роботами они должны принимать решение самостоятельно. Даже если половина роботов выйдет из строя из-за севшего аккумулятора, они все равно смогут закончить задание.

Я уже говорил о дублировании. Но это касалось не только роботов. Это применимо и к среде обитания. Для проекта на Марсе мы решили создать три купола, потому что, если один не будет доставлен, два других составят основу базы, главным образом, потому, что каждый из куполов фактически имеет встроенную в пол систему жизнеобеспечения, так что они смогут работать самостоятельно.

Возможно, это покажется безумием. Почему вы, архитектор, занялись космосом? Это же техническая сфера. Но я действительно убежден, что с творческой или дизайнерской точки зрения можно решить очень сложные проблемы даже в условиях строгих ограничений. Я искренне верю, что архитектура и дизайн применимы для проектирования межпланетного жилья.

Перевод: Алена Черных
Редактор: Наталия Писемская

Источник