Раздувайся, пузырь!

На одной из парижских выставок 1967 года оживленные посетители толпились у странного вида экспонатов. Некоторые из них напоминали неискушенному глазу бесформенную груду воздушных шаров, другие походили на ряды миниатюрных аэростатов, третьи представляли собой хитросплетение тонких трубок. Это были проекты надувной архитектуры и надувной обстановки для современной квартиры.

Надувные здания, надувная мебель... Кое-кто упрекал авторов этих проектов в излишней эксцентричности. И никому было невдомек, что подобной «пневмоманией» давно уже заражены космические архитекторы. Порой им просто не обойтись без такого «надувательства», рождающегося в ореоле удачной конструкторской мысли.

Помнится, мы сравнивали с футбольным мячом несущие топливные баки ракеты. Заполняющий их под давлением газ придает нужную крепость всей конструкции. Переняв у футбольного мяча приглянувшиеся им качества, ракетостроители решили попытать счастья с его менее солидным собратом — воздушным шариком. С детства прельщает нас способность воздушного шарика к перевоплощению. Спущенная оболочка его умещается в кулаке. Не представляет никакого труда упрятать в карман дюжину таких оболочек. Надув их, получим внушительную, хотя и невесомую связку шаров.

То, что привлекает в воздушном шарике детей, не менее притягательно и для космических конструкторов. Их давняя мечта — не утяжеляя космический аппарат, как можно больше увеличить его поверхность. Распрямляющиеся, разворачивающиеся в полете конструкции пока что неплохо справляются с этой задачей. Но почему бы не помечтать о большем? И вот перед мысленным взором конструкторов возникают... «воздушные замки».

По сравнению с обычным космическим аппаратом жесткой конструкции надувной аппарат может иметь гораздо большие размеры и поверхность.

Еще в августе 1960 года на орбиту был выведен первый надувной искусственный спутник «Эхо». Правда, надувной он не совсем в том смысле, какой мы привыкли вкладывать в это слово. Никто не скажет про обычную электрическую лампочку, что она надувная. Наоборот, ее называют вакуумной. Между тем давление в ней ненамного отличается от давления внутри спутника «Эхо». Чтобы распрямить его легчайшую оболочку, толщиной в сотые доли миллиметра, вполне достаточно разреженного роя молекул. То, что на Земле порой считают вакуумом, в космическом пространстве становится избыточным давлением. Ведь снаружи-то давление в тысячи раз меньше. Поэтому незачем брать на орбиту баллон со сжатым газом для наддува. Гибкая оболочка да две-три пригоршни специального испаряющегося порошка — вот и все, что нужно для сооружения надувной космической конструкции.

Надувной космический аппарат в виде тора во много десятков раз превышает по объему контейнер, в который упаковывается его пустая оболочка.

Семьдесят два пакетика с испаряющимся веществом было упрятано внутрь сложенной и упакованной в контейнер оболочки «Эхо». На орбите разогретый солнечными лучами порошок начал испаряться прямо из твердого состояния, подобно кристалликам йода или нафталина. Развернувшуюся оболочку поддерживало не только едва ощутимое давление его паров. Пропитанная особым составом, она сама собой затвердевала после заполнения. Этот космический «пузырь» оказался на редкость подвижным. Малейшее дуновение сбивало его с пути.

Сколько усилий и почти ювелирного искусства пришлось приложить в свое время русскому ученому П. Н. Лебедеву, чтобы продемонстрировать движущую силу света! В его уникальном приборе световой луч, упав на тончайшую миниатюрную пластинку, закрепленную на оси в пустой, откачанной колбе, поворачивал ее, словно крылья мельницы. А спутник «Эхо» буквально сдувало с орбиты излучением Солнца. Конструкторы наградили его завидной парусностью. Семидесятикилограммовую оболочку распирало на орбите до размеров десятиэтажного дома — 30 метров в поперечнике. В спущенном же виде она умещалась в шаровом контейнере диаметром 67 сантиметров. Компактная упаковка, не причиняющая никаких хлопот при запуске, — это как раз то, что заимствовано надувными космическими аппаратами у детского воздушного шарика.

Но одного этого достоинства слишком мало. Велика ли польза от гигантского космического «пузыря», если на его тончайшей оболочке не укрепишь даже самый миниатюрный прибор? Только узкий, ограниченный круг задач могут решать такие спутники-баллоны. Скажем, выведенная на орбиту надувная параболическая антенна, диаметром в десятки метров, могла бы служить спутником-ретранслятором.

Внутренние поперечные растяжки придают прочность надувной плоской панели.

Куда больший интерес представляют надувные панели для космических сооружений. Две гибкие, прочные пленки, соединенные множеством усиливающих растяжек, можно превратить в весьма жесткую стенку, если заполнить пространство между ними газом под давлением. Это уже не эфемерный воздушный шарик, скорее — туго надутый футбольный мяч. И радует глаз конструктора богатство и разнообразие форм по сравнению с надувными спутниками. Попробуйте так раздуть гибкую оболочку, чтобы воспроизвести правильный куб или призму! А из плоских надувных панелей можно складывать, словно карточные домики, любые фигуры, будь то параллелепипед, призма или пирамида. Только про карточный домик говорят: дунешь и рассыплется. В данном же случае правильнее было бы сказать: дунешь и соберется. Ведь вдувать в панели газ будут прямо на орбите.