«Наука и Техника» [журнал для перспективной молодежи], 2007 № 11 (18)

НАУЧНОЕ ОБОЗРЕНИЕ

• ГРАДОСТРОЕНИЕ И АРХИТЕКТУРА

Мегакупол-теплица

Спонсор рубрики — ОАО “Трест Жилстрой-1” — современные технологии в строительстве

Оригинальную конструкцию сверхлегкой теплицы-купола, способной, в зависимости от выбранного размера, укрыть и жилье на четверых, и колонию в тысячи обитателей, предложили американские специалисты.

Купол должен превратить в тропики негостеприимные полярные районы Земли. Ну, почти в тропики. В перспективе этот купол пригодится и на Марсе.

Даже в полярных областях нашей планеты можно создать приемлемые температурные условия, пользуясь лишь солнечным светом, если построить нечто вроде теплицы. Однако стекло для этой цели слишком тяжело — ведь его еще нужно везти на полюс (а это дорого). И если мы хотим накрыть куполом не одно здание, а целый городок? Тогда стеклянное сооружение окажется просто чудовищно сложным.

На ум сразу приходит мыльный пузырь.

Вот только он, бедняга, слишком недолговечен. А если серьезно — напрашивается применение полимерных пленок. Но вот как именно из них сделать эффективную конструкцию — большой вопрос. Если мегакупол строить по принципу обычных теплиц— каркас будет тяжел, а уж что с ним случится при порывах ветра — страшно представить. Значит, все-таки нужно надувать. Не мыльные пузыри, конечно, а полимерные.

Тут необходимо заметить, что еще в 1970 году германская компания Hoechst спроектировала “Город в Арктике” (City in the Arctic), накрытый надувной пленкой-полусферой диаметром два километра и высотой 240 метров!

Увы, город этот не был построен, так как, по большей части, являлся архитектурной авантюрой. Но вот теперь двое американских исследователей полагают, что в XXI веке прогресс в области материалов позволит создать нечто подобное.

Александр Болонкин (Alexander Bolonkin), специалист по космосу, и Ричард Кэткарт (Richard Cathcart), географ, предложили возводить бескаркасные “Вечнозеленые полярные купола” (Evergreen Polar Zone Dome — EPZD), поддерживаемые в расправленном состоянии небольшим избыточным давлением внутри поселения, а не внутри двойных стенок, как часто делается для надувных архитектурных конструкций.

Оболочка выполнена из прозрачной пленки толщиной, к примеру, в 0,1 миллиметра (с современными материалами возможно применение также пленок толщиной на два-три порядка меньшей, сообщают изобретатели этого купола). Американцы пишут, что пленки такой толщины

“Купол тысячелетия” (Millennium Dome) в Гринвиче — одно из самых красивых и современных (по конструкции) сооружений такого рода. Но даже он весит слишком много, если его использовать для колонизации Марса. Тут нужно придумать что-то более воздушное никогда еще не использовались в сооружениях большого размера.

Для дополнительной теплоизоляции стенка купола задумана в виде стеганого одеяла с прямоугольными ячейками — из двух слоев пленки.

На стороне купола, обращенной к низкому солнцу, ученые предложили закрепить тонкие регулирующие жалюзи, а с внутренней стороны купола, на половине, противоположной солнцу — напылить алюминиевую пленку (толщиной 1 микрометр), для отражения лучей вниз.

Кроме того, в толще пленки авторы купола предусмотрели прямоугольную сетку тончайших (тоже в один микрометр) проводков, идущих с шагом в один сантиметр. Они должны сигнализировать о повреждении пленки.

Авторы концепции отмечают, что многие люди увлечены сейчас перспективами колонизации Марса, но немногие задумываются о более эффективном освоении едва ли не четверти земной поверхности — полярных областей. Между тем, тут есть чем заняться.

Одни биологические исследования чего стоят. Понимание биохимии уникальных организмов, обитающих, скажем, в полярных морях, может привести к созданию новых лекарств. Почему бы и нет?

Да и в плане подготовки к марсианским миссиям полюса Земли очень интересны. Здесь примерно столько же солнечного тепла (с учетом отлогого угла падения лучей), как в экваториальных широтах Красной планеты, и здесь также желательна максимальная автономия колонии. Ведь завоз продуктов — очень дорог.

А раз нам нужны собственные продукты, значит — теплицы. EPZD, укрывающий одним махом и посадки растений, и домики обитателей — то, что доктор прописал.

Такой купол на несколько человек весил бы всего 65 килограммов (что и для марсианской миссии хорошо, и для полярной экспедиции). А купол, закрывающий площадь порядка четырех гектаров — потянет всего на 145 тонн. Купол из стекла и металла аналогичного размера весил бы тысячи тонн, бетонный — сотни тысяч.

Разумеется, ультратонкие (порядка микрометра и меньше) полимерные пленки, обладающие достаточной для такого сооружения прочностью, это сами по себе — продукты высоких технологий. Их создание и массовое производство — задача на ближайшие годы. И все же в замысле Болонки на и Кэткарта нет ничего фантастического. Разве только предположение о грядущем лунном и марсианском применении таких куполов.