вторник, 24 июня 2014 г.

Мы отлично умеем строить тоннели, и всё же гравитационный поезд остается пока лишь мечтой

гравитационный поезд
В мае 2014 года мы отмечали 20-летие 50-километрового тоннеля под Ла-Маншем. Впервые проект тоннеля возник при Наполеоне. В Викторианскую эпоху Изамбард Кингдом Брюнель (Isambard Kingdom Brunei) построил туннель под Темзой, началось рытье лондонской подземки. В наши дни в Лондоне и окрестностях осуществляется проект высокоскоростной железной дороги Кроссрэйл (Crossrail). Ко времени его завершения в 2019 году будут построены 42 км тоннелей.

А как насчет трансатлантического тоннеля? Такой тоннель, проходящий через Исландию и Гренландию, существенно снизил бы потребность в трансатлантических перелетах. Но поскольку для вентиляции потребуется еще не одна скважина (ведь и тоннель под Ла-Маншем на самом деле состоит из трех тоннелей), стоимость строительства может оказаться запредельной.

Американский предприниматель Илон Маек (Elon Musk) предлагает Hyperloop (Гиперкольцо), которое связало бы Лос-Анджелес и Сан-Франциско. Пассажиры будут путешествовать по нему в вакуумной трубе, в капсулах, движимых магнитными полями. Нельзя ли применить ту же систему для пересечения по дну штормовой Атлантики?


Еще более амбициозная идея «гравитационного поезда» родилась ни много ни мало в XVII столетии у британского ученого Роберта Гука (Robert Hooke). Он предложил связать Лондон, скажем, с Нью-Йорком, вырыв тоннель по прямой линии (хорде), соединяющей оба города и проходящей под искривленной поверхностью Земли.

Главное преимущество схемы в том, что прохождение поезда через тоннель потребует очень мало энергии. Если устранить трение (вероятно, путем создания вакуума, как в проекте Hyperloop), гравитация максимально ускорит поезд к моменту достижения им самой глубокой точки посредине тоннеля и замедлит по мере движения вверх по «склону». Сколько времени займет дорога? Как показал сам Гук, если плотность планеты равномерна, то неважно, какие две ее точки соединены тоннелем: даже если он проходит через центр Земли, время путешествия составит 42 минуты 12 секунд. Несмотря на технические трудности, подобные проекты неоднократно рассматривали всерьез, например во Французской академии наук в XIX веке.

Возможно, идея по-прежнему опережает свое время. Кандидатом для ее воплощения может стать и Луна, которая меньше Земли и не так раскалена внутри. Путешествие между любыми двумя точками на Луне будет более долгим (54 минуты 8 секунд), чем на Земле.

Марс тоже холоднее и стабильнее Земли и тоже подходит для подповерхностных путешествий (49 минут 45 секунд). Еще один вариант — карликовая планета Церера (прежде считавшаяся крупнейшим астероидом), твердый шар из камня и льда.

Возможно, будущие обитатели Луны станут ворчать во время ежедневных поездок между кратерами Коперника и Тихо, позабыв, что их сверхбыстрая транспортная система придумана еще современниками Ньютона, — так же, как мы недовольны задержками в тоннеле под Ла-Маншем, не думая о том, каким чудом он показался бы инженерам вроде Брюнеля.

(с) Стивен Бакстер