Много лет я каждый день проезжал по пути на работу невзрачное здание на Бережковской набережной, что между третьим транспортным кольцом и ТЭЦ. Даже если бы я остановился и прочитал табличку на здании — «Конструкторское бюро общего машиностроения», ясности о том, что происходит за стенами здания, мне бы это прибавило. Тем не менее, здание уникально — более двадцати лет в нем разрабатывались и проектировались лунные города. Не больше и не меньше.
На чем лететь
К разработке долговременной базы на Луне КБ приступило в 1962 году. В то время задание казалось не более фантастичным, чем полет человека в космос или изготовление луноходов. К слову, долговременная орбитальная станция считалась куда более сложным делом. Был даже установлен срок заселения первого лунного города — конец 80-х. Существовало и неофициальное название города — Барминград, по фамилии генерального конструктора КБ Владимира Бармина.
По словам одного из разработчиков баз Юрия Дружинина, в качестве ракет-носителей для доставки грузов и космонавтов на Луну рассматривались три варианта: УР-700 конструкции Челомея, Р-56 — Янгеля и Н-1 — Королева. Самым реальным проектом была Р-56, представляющая связку уже отработанных блоков. Самым нереальным — королевская Н-1, которую предстояло разработать с нуля. Тем не менее, советским правительством в качестве основного транспортного лунного корабля был выбран гигантский носитель Н-1 стартовой массой 2200 т, способной выводить на орбиту полезный груз в 75 т. Персонал на базу должен был доставляться лунными кораблями ЛК, разрабатываемыми КБ Королева для высадки советских космонавтов на Луну.
Дальняя база
Для чего нашей стране понадобилась база на Луне? Для военных это гигантская пусковая площадка для размещения боевых ракет, практически неуязвимых с Земли, и база для размещения разведывательной аппаратуры, следящей за США. С научной точки зрения Луна, прежде всего, интересовала как превосходная астрономическая база. Геологи собирались заняться разведкой полезных ископаемых: в частности, спутник Земли богат тритием, идеальным топливом для термоядерных электростанций будущего.
Барминское КБ общего машиностроения было всего лишь головной организацией. Всего же к работам по созданию лунного города было привлечено несколько тысяч (!) организаций. Работы делились на три основных темы: сооружения, налунный транспорт и энергетика. Программа предусматривала и три этапа развертывания базы. Сначала к Луне стартовали автоматические аппараты, которые должны были доставить на Землю пробы грунта с места предполагаемого размещения базы. Потом на Луну доставлялся первый цилиндрический модуль базы, луноход и первые космонавты-исследователи. Далее налаживалось регулярное сообщение по маршруту Земля — Луна — Земля, доставлялись новые модули базы, луноройная техника, монтировалась атомная электростанция, и начиналось плановое освоение естественного спутника. Работа на базе планировалась вахтенным методом по 12 человек, половина — космические монтажники. Каждая смена — по полгода.
Здания-трансформеры
Специфика первого этапа разработки лунной базы заключалась в том, что на момент начала работ не было не только опыта пилотируемой космонавтики, но даже точных данных о структуре поверхности Луны. Единственное, что было понятно, — для эксплуатации в условиях Луны не пригодны специальные сооружения, разработанные для исследования Арктики, изучения океанских глубин и для полета человека в космос. Чтобы обеспечить длительное пребывание человека на Луне недостаточно сочетать в одной конструкции легкость арктических домов, прочность батискафов и защищенность космических кораблей. Надо еще заставить конструкции надежно работать многие годы. Необходимым требованием при создании лунных стационарных сооружений стало условие трансформации конструкции. Конструкция должна обеспечить существенно большие рабочие объемы, по сравнению с транспортными.
В начальной стадии разработки архитекторы взяли за основу привычную прямоугольную форму сооружения. Выбранная конфигурация подкупала удобством планировки и хорошим сочетанием конструктивных элементов жесткого каркаса с внутренней мягкой оболочкой. Силовой ребристый остов был компактен при перевозке и легко трансформировался. Заполнение ячеек вспенивающимися пластмассами давало возможность получить прочные и надежные лунные сооружения. Но кубическая форма в архитектуре оказалась неоптимальной для Луны. Основной вопрос космической архитектуры — определение рациональных размеров помещений и организация внутреннего пространства ячеек. Лишний объем только ухудшал весовые характеристики помещений.
Жизнь в цилиндре
В итоге остановились на цилиндрических и сферических помещениях. Интерьер оборудовался надувной мебелью. Учитывая рекомендации психологов, ячейки для проживания проектировались для двух человек. Для парирования эффекта замкнутого пространства архитекторы подбирали специальные цветовые сочетания окраски интерьера и разрабатывали новые виды освещения. Для передачи световой энергии от солнечных концентраторов применялись гибкие и полые световоды, изготовленные из пленочных материалов. КПД передачи световой энергии для таких устройств достигал 80%. Опыта длительных полетов не было, и психологи предсказывали скорую депрессию лунных жителей. Поэтому на базе планировались мнимые окна с нарисованными пейзажами, которые периодически бы менялись. На экран перед велотренажером предлагалось проецировать заранее снятые фильмы, чтобы создать у космонавтов эффект поездки по обычной Земле.
По сути, в СССР впервые серьезно занялись дизайном и эргономикой жилых помещений. В различных НИИ отрабатывались различные технологии трансформируемых конструкций. Например, надувные самозатвердевающие здания. Рассматривались ленточные конструкции. В транспортном состоянии сооружение напоминало металлическую цилиндрическую оболочку, только сдутую и скрученную в рулон. На месте она заполнялась сжатым воздухом, надувалась и в дальнейшем сохраняла форму самостоятельно. Наиболее интересными были сооружения из биметаллов — материалов с тепловой «памятью». Готовые сооружения из такого материала особым образом сплющивали, превращая в компактную лепешку, и транспортировали на Луну. Под действием высокой температуры (днем на поверхности Луны +150°C) конструкция принимала первоначальный облик. Но все эти фантастические конструкции так и не преодолели стадий макетных испытаний. Бармин в итоге остановился на довольно обычном цилиндрическом модуле-бочке.
Подземный город
Полноразмерный прототип в полную величину был построен в КБ общего машиностроения, и на нем довольно долго отрабатывалась компоновка будущих модулей базы. По непонятным соображениям его пустили в утиль, и от него сейчас сохранились только фотографии плохого качества. Сама же первая база должна была состыковываться из девяти модулей (каждый длиной 4,5 м), которые должны были постепенно доставляться на Луну транспортными кораблями.
Готовая станция сверху должна была быть засыпана одним метром лунного грунта, который по своим характеристикам является идеальным теплоизолятором и служит прекрасной защитой от радиации. В дальнейшем планировалась постройка настоящего лунного города — с кинотеатром, обсерваторией, атомной электростанцией, научным центром, мастерскими, спортзалом, столовой, оранжереей, системой создания искусственной тяжести и гаражами для лунного транспорта. Для лунного города планировалось три вида транспорта — легкий и тяжелый луноходы и основная многофункциональная машина «Муравей». Разработкой занимался ленинградский ВНИИТрансМаш, более известный созданием бронетехники. Часть машин должна была работать от аккумуляторов, часть — от солнечной энергии, а те, что предназначались для дальних походов, снабжались атомными малогабаритными реакторами.
Разработка лунного города была в полном разгаре, когда 24 ноября 1972 года в девять часов утра потерпела аварию четвертая по счету ракета Н-1.
Три предыдущих пуска также окончились катастрофой. К этому времени американцы уже три года как разгуливали по Луне. Руководство СССР принимает решение о сворачивании программы Н-1 — самой громкой неудачи Королева. А без носителя потерял смысл и проект лунного города.
Зачем?
Многие технологии, разработанные для лунного города, в дальнейшем нашли свое применение. Философия модульного построения базы, когда вокруг основного модуля стыковкой достраиваются функциональные блоки, жива до сих пор: по этому принципу создавалась космическая станция «Мир» и строится Международная космическая станция сейчас. Вантовые конструкции пригодились при проектировании радарных комплексов. Разработками по эргономике воспользовались конструкторы подводных лодок: нынешние интерьеры атомных ракетоносцев — прямые потомки лунных жилищ. И только в нашей стране есть люди с уникальной профессией — архитекторы лунных городов. Фантастика!
