В первом эпизоде знаменитого фильма Стэнли Кубрика «Космическая одиссея 2001 года» есть эффектный момент: гоминид подбрасывает в воздух обглоданную кость, которой только что размозжил череп своему врагу, и она превращается в космический корабль, приближающийся к орбитальной станции. Режиссёрская идея понятна: трудно представить более наглядное свидетельство мощи человеческого разума, чем орбитальная станция. Однако на момент съёмок подобное достижение всё ещё оставалось фантастикой, а когда первые станции были запущены в космос, реальность привычно внесла свои коррективы в смелые мечты.
Идею искусственного спутника сформулировал ещё Исаак Ньютон в своей фундаментальной работе «Математические начала натуральной философии» (1687). Он предложил разогнать пушечное ядро до такой скорости, что оно не упадёт на Землю, а будет бесконечно долго вращаться по орбите. Идею много позже обыграли французские фантасты Жюль Верн и Андре Лори в романе «Пятьсот миллионов бегумы» (1879).
Однако за десять лет до французов американский писатель и теолог Эдвард Хейл в дилогии, состоящей из повестей «Кирпичная луна» (1869) и «Жизнь на кирпичной луне» (1870), описал куда более смелый проект: не просто спутник на орбите, а обитаемый спутник.
Хейла называют «литературным вундеркиндом»: он очень рано начал писать и публиковаться, причём отдавал предпочтение реалистическим рассказам. «Кирпичная Луна» стала исключением, хотя и в этом тексте автор постарался придать вымышленным событиям достоверность. Персонажи дилогии задумали отправить на орбиту искусственный объект диаметром двести футов (61 метр), сделанный из кирпича: они полагали, что при пролёте через атмосферу этот объект раскалится настолько, что такую температуру не сможет выдержать ни один существующий металл. Для запуска использовались гигантские маховики, однако они случайно сработали раньше времени, и вместе с «луной» в космос отправились её строители — причём они не только уцелели, но и основали процветающую колонию.
Следующим идею высказал немецкий фантаст и философ Курт Лассвиц в романе «На двух планетах», впервые опубликованном в октябре 1897 года. Высокоразвитая цивилизация марсиан организовала тайную базу на северном полюсе Земли. Над базой на высоте 6356 километров находится космическая станция: гигантское колесо с внешним диаметром 120 метров и внутренним — 50 метров. Станция служит «перевалочным пунктом» для кораблей марсиан. По сути, Курт Лассвиц был первым автором, который предположил, что орбитальную станцию можно использовать как базу для обслуживания и заправки межпланетных кораблей.
Дальнейшее развитие идея орбитальной станции получила в трудах основоположников теоретической космонавтики. Константин Циолковский впервые коснулся этой темы в научно-фантастической повести «Вне Земли», первые главы которой были опубликованы в популярном журнале «Природа и люди» в 1918 году.
Циолковский предполагал, что в будущем (ориентировочно после 2017 года) учёные придумают, как запустить на геостационарную орбиту тысячи ракет с пассажирами, которые начнут строить станцию в виде цилиндрической оранжереи. Она должна будет медленно вращаться, но не для создания искусственной силы тяжести, а для регулирования внутренней температуры. Такие станции-оранжереи, по замыслу Циолковского, можно будет соединять друг с другом, создавая в космосе более крупные сооружения — в виде пятиконечных звёзд или простых геометрических фигур.
Для калужского мыслителя строительство обитаемых станций на орбите было одним из обязательных этапов на пути к освоению космоса. Он верил, что, когда население станций достигнет десятков тысяч человек, они отправятся в межпланетное путешествие, используя ресурсы встречных астероидов и комет. Вырвавшись из гравитационного «колодца», земляне станут поистине галактической цивилизацией. Идеи Циолковского нашли отражение в более поздней советской фантастике — например, в романе Александра Беляева (Звезда КЭЦ 1936г.)
Орбитальное зеркало Германа Оберта могло бы не только влиять на климат, но и уничтожать вражеские города
Другой основоположник космонавтики, немец Герман Оберт, прагматичнее подошёл к идее орбитальной станции. В двух своих книгах «Ракета в межпланетное пространство» (1923) и «Пути осуществления космического полёта» (1929) он изложил проект большой ракеты массой 300–400 тонн, которая могла бы оставаться на высокой орбите сколь угодно долго. При необходимости, писал Оберт, можно запустить две одинаковые ракеты, связать их тросом и раскрутить друг относительно друга, чтобы создать внутри искусственную силу тяжести. Предполагалось, что станция облегчит морскую навигацию, связь, картографирование, отслеживание айсбергов. Кроме того, Оберт предлагал собрать рядом со станцией огромное зеркало, которое могло бы концентрировать солнечные лучи на любой точке земной поверхности для воздействия на климат или для уничтожения вражеских войск и даже городов.
Проект Оберта тоже пользовался успехом у фантастов. Например, он описан в романе Карла фон Лаффета «Мировой пожар» (1926). Действие происходит в будущем, все цивилизованные страны подчиняются Лиге Мира, которая среди прочего построила и запустила на орбиту «Эфирную станцию» с зеркалом, способным воздействовать на климат. Однако большевистский диктатор захватывает один из космических кораблей, обслуживающих станцию, и собирается использовать её как оружие. К счастью, его зловещие планы терпят крах, а «Эфирная станция» спасает Европу от глобального пожара, вызванного аномальной вспышкой на Солнце.
В романе Отто Гейла «Лунный камень» (1926) орбитальную станцию строят немецкие инженеры из Межпланетного общества. Её назначение — не только управлять климатом, но и обеспечить сборку пилотируемого космического корабля «Икар», который должен отправиться на Венеру.
«Сфера Бернала» многие десятилетия служила предметом обсуждения для учёных и вдохновения для фантастов
В 1929 году появился ещё более оригинальный проект — космической станции на гелиоцентрической орбите (то есть искусственной планеты). Его предложил английский физик Джон Бернал, известный как автор термина «научно-техническая революция». Станция представляла собой сферу диаметром 16 километров, изготовленную из материала астероидов и способную вместить от 20 до 30 тысяч человек — они должны были жить на её внутренней поверхности. Бернал полагал, что выход в космос даже на примитивных ракетах настолько мощно стимулирует прогресс, что строительство внеземной колонии станет неизбежным. Она могла бы служить площадкой для старта и ремонта межпланетных кораблей, для астрономических наблюдений и для космического туризма.
Но главной целью сферической станции должно было стать снижение демографического давления на Земле. Джон Бернал, как и многие учёные первой половины ХХ века, полагал, что скоро наша планета окажется перенаселена, природные ресурсы будут исчерпаны, и возникнет нужда в строительстве искусственных планет. Когда и их окажется слишком много на орбите вокруг Солнца, некоторые из сфер-колоний отправятся в полёт к соседним звёздам.
Эти масштабные проекты сейчас кажутся наивными. Но их авторов извиняет то, что они и представить не могли, с какими трудностями столкнётся реальная космонавтика.
В 1928 году австро-венгерский военный инженер Герман Ноордунг (Поточник) развил проект орбитальной станции Германа Оберта в своей книге «Проблема преодоления космического пространства. Ракетный двигатель». Станция Ноордунга состояла из трёх модулей: «жилого колеса» диаметром 30 метров, вращающегося для создания искусственной силы тяжести, электростанции с параболическим зеркалом и обсерватории. Инженер предлагал запустить станцию на высокую геостационарную орбиту, удобную для научных исследований.
Параллельно с Ноордунгом над концепцией орбитальной станции работал австрийский инженер-изобретатель Гвидо фон Пирке. В своей статье «Межпланетные маршруты» (1928) он на цифрах показал, что старт межпланетного корабля с орбитальной станции энергетически выгоднее, чем с земного или лунного космодрома. При этом, подчёркивал фон Пирке, строительство такой станции будет необычайно трудным и затратным делом, однако позднее, когда начнутся полёты к Венере и Марсу, все усилия окупятся сторицей. Убедительные выкладки австрийца способствовали тому, что «наблюдательная станция» в работах теоретиков была вытеснена концепцией «космического порта».
Военный инженер Герман Ноордунг предложил проект научной орбитальной станции в виде «колеса»
С книгами Оберта, Ноордунга и статьями фон Пирке был, без сомнения, знаком молодой немецкий инженер Вернер фон Браун, возглавивший ракетную программу Третьего рейха. Ещё в школе он под впечатлением от их трудов написал фантастический рассказ «Лунетта» (1929), в котором подробно обрисовал устройство станции, построенной по проекту Оберта. Чтобы мечты предшественников стали реальностью, фон Браун посвятил себя ракетостроению и добился немалых успехов: под его руководством в центре Пенемюнде была сконструирована и построена тяжёлая баллистическая ракета «А-4», ныне известная как «Фау-2». В 1944 году она стала первой ракетой в истории, которая преодолела условную границу космоса на высоте 100 километров. Однако, вопреки планам Вернера фон Брауна и его соратников, гитлеровцы использовали «А-4» не для проникновения в околоземное пространство, а для обстрела Лондона.
После войны инженерные таланты немецких ракетчиков оказались востребованы в странах-победительницах. Вернера фон Брауна с группой специалистов вывезли в США, где они занялись привычным делом — изготовлением военных ракет. При этом немецкий конструктор не забыл о своих юношеских мечтах: в резюме, составленном для американских «кураторов» в 1946 году, он привёл описание космической станции в виде вращающегося колеса с зеркалом.
Широкую известность идеям фон Брауна принёс Первый симпозиум по космическим полётам, который состоялся 12 октября 1951 года в планетарии Хейдена (Нью-Йорк). По его итогам в марте 1952 года журнал Collier’s опубликовал серию материалов о грядущих полётах в космос, проиллюстрированных Чесли Боунстеллом. Среди прочего, была опубликована и статья немецкого конструктора о вращающейся тороидальной станции, облик которой на два десятилетия определил представления учёных и фантастов о покорении ближнего космоса.
В журнале Collier’s Вернер фон Браун представил проект тороидальной станции диаметром 250 футов (76,2 м), которая должна была находиться на орбите высотой 1075 миль (1730 км)
Идеи фон Брауна и других энтузиастов оказались востребованы ещё и потому, что с 1950 года в США начался настоящий космический бум. Ему способствовали фантастические журналы и романы для юношества. Среди ведущих авторов того времени был Роберт Хайнлайн , по сценарию которого сняли превосходный фильм «Место назначения — Луна» (1950), поразивший зрителей революционными спецэффектами.
На волне интереса к теме Хайнлайну предложили принять участие в создании фантастического сериала «Внешний мир» о грядущей космической экспансии. К сожалению, затея провалилась и до экранов дошёл только пилотный эпизод, озаглавленный «Кольцо вокруг Луны». Но в итоге его доработали до полнометражного фильма, получившего название «Проект «Лунная база» (1953). Хайнлайн остался недоволен результатом и потребовал убрать своё имя из титров. И, наверное, зря, потому что и этот фильм был довольно революционным для своего времени. Например, в нём впервые была показана женщина-президент и… орбитальная станция, которая служила промежуточным пунктом при полёте на Луну.
Роберт Хайнлайн был ярым энтузиастом космонавтики. В фильме по его сценарию «Проект «Лунная база» впервые была показана долговременная орбитальная станция
Новые образы понравились кинематографистам. В феврале 1954 года на американских экранах появился телесериал «Рокки Джонс, космический рейнджер». Конечно, это была далеко не первая «космическая опера» на телевидении. Но примечательна она была тем, что её создатели обратились к дизайну космических проектов, которые предлагали немецкие учёные. Действие сериала происходит в далёком будущем. Солнечная система полностью освоена, земляне расселились по планетам, их спутникам и даже искусственным планетоидам, но при этом пилотируемые ракеты летают на химическом топливе, а искусственная сила тяжести на тороидальных станциях создаётся за счёт вращения.
Ещё более дотошно подошли к визуализации технологий будущего авторы фильма «Покорение космоса» (1955). Режиссёр Байрон Хэскин, прославившийся любовью к масштабным спецэффектам, пригласил техническим консультантом самого Вернера фон Брауна. Поэтому в кадре можно увидеть полный комплект проектов, которые предложил немецкий конструктор и проиллюстрировал Чесли Боунстелл, включая вращающуюся тороидальную станцию.
Больше того, вскоре и сам фон Браун появился в научно-популярных фильмах «Человек в космосе» и «Человек и Луна», выпущенных студией Диснея ради рекламы тематической зоны Tomorrowland ( Земля будущего) в «Диснейленде». Благодаря всему этому немецкий конструктор стал считаться «главным по космосу», хотя как раз к реальной космической программе его с учётом нацистского прошлого не допускали. Только после неудачного запуска спутника «Авангард», который должен был стать ответом на советский «Спутник-1», фон Брауну наконец-то позволили наверстать упущенное.
Вернер фон Браун снялся в рекламно-познавательных фильмах Уолта Диснея, чтобы рассказать о проектах межпланетных ракет и вращающейся орбитальной станции
В то же время кинематографисты продолжали тиражировать проекты фон Брауна и дизайнерские решения Боунстелла. Их можно увидеть в фильмах «Гог» (1954),
«Королева космоса» (1958)
, «Мятеж в космосе» (1965), «Дикая-дикая планета» (1965), «Война между планетами» (1966), «Диафаноиды с Марса» (1966),
Разумеется, не обошёл тему космического «колеса» и Стэнли Кубрик в знаменитом фильме «Космическая одиссея 2001 года»
по одноимённому роману Артура Кларка. Фильм вышел в 1968 году, незадолго до первых полётов кораблей «Аполлон» к Луне. В этой киноленте, которая давно стала классикой, вращающаяся тороидальная станция предстаёт как высшее и самое совершенное произведение человечества.
