Без сомнения к биоархитектуре можно отнести и био-тек, возникший как альтернатива хай-теку. Согласно его идеологии, на смену квадратным, неестественным формам зданий должны прийти мягкие, повторяющие плавные линии живого формы. Пока это течение существует в большей степени как идеология, разделяемая несколькими ведущими архитекторами. Начало ему положил англичанин Норманн Фостер, создавший в лондонском Сити в 2004 году башню по адресу: 30, Сент Мэри Экс. Абсолютно круглая в плане башня высотой 180 метров свечой тянется в небо, но знающим людям она больше напомнила огурец, что и решило ее судьбу — башню причислили к классике биотека. В его рамках также творят такие знаменитые личности, как Сантьяго Калатрава, Николас Гримшоу, Ян Каплицки, Грег Линн. Последнему принадлежит идея блоб-архитектуры, когда здание напоминает формой что-то округлое и мягкое, некий сгусток инопланетной живой субстанции, готовый разрастись и поглотить все вокруг. Амебоподобный, висящий в воздухе пластиковый Дом искусств в Граце (Австрия) — типичный пример блоб-архитектуры. Линн же придумал и дом-эмбрион. Структуру, которая самостоятельно развивалась бы из некоего примитивного жилища, подстраиваясь под условия окружающей среды. Это, конечно, только утопия, так же как и дом-коммуна, периодически захватывающий умы архитекторов. На первый взгляд кажется, что такое обустройство, когда огромная масса народа присутствует в одном месте, как это происходит сейчас в мегаполисах, противоречит сути живой природы. Но это не так, достаточно взглянуть на муравейник. Насекомые живут и трудятся в тесном пространстве, помогают друг другу, роль и место каждого муравья предельно ясны. Создать такой небоскреб-муравейник, где бы людям было комфортно жить, — несбывшаяся мечта многих. Воплотить ее пытаются в проектах небоскребов с развитой инфраструктурой и множеством технологических решений, позволяющих использовать альтернативную энергетику и другие чудеса техники. Как, например, пирамида Shimizu TRY 2004 Mega-City, придуманная для перенаселенного Токио. Теоретически 750 тысячам обитателей пирамиды даже не нужно будет покидать ее — внутри они найдут все необходимое для жизни.

1. «Дом для одиночек» польской фирмы Front Architects (2007 год) больше напоминает скворечник, чем человеческое жилище. Фото: RUSSIAN LOOK

2. Музей фруктов состоит из отдельных зданий и теплиц, которые копируют формы разных плодов. Яманаси, Япония. Итсуко Насегава, 1996 год. Фото: JOHN EDWARD LINDEN/ARCAID/CORBIS/RPG

В 2006 году по проекту мексиканского архитектора Хавьера Сеносьяна был построен дом, напоминающий раковину моллюска наутилуса. Черты наутилуса повторяются не только во внешней форме дома, но также в его спиралеобразном внутреннем устройстве. А в 2007 году под его же руководством в Мехико был закончен дом «Змея» (Quetzalcoatl Nest) — здание в виде длинной трубы, плавно огибающей неровности ландшафта. Свои профессиональные взгляды Сеносьян изложил в книге «Биоархитектура». Он считает, что нужно строить небольшие соразмерные человеку дома в местах с красивой природой, используя при этом природные материалы местного происхождения.

Несмотря на то что биоархитектура (и все, что понимается под этим термином) возникла отчасти как дань моде на все живое, органичное и экологическое, у нее просматриваются прекрасные перспективы. Вряд ли в скором времени следует ожидать противоположных тенденций в мире архитектуры, отдаляющих нас от естественной среды. В городах появляется все больше биоморфных зданий, где каждый элемент создан для комфорта посетителей, все чаще в конструкциях жилых домов и общественных зданий используются солнечные батареи и другие источники альтернативной энергии, снижающие нагрузку на экологию. Возможно, когда-нибудь наши жилища будут походить на живые существа не только формами, но и функциональными возможностями. И мы наконец заживем в гармонии с природой и самими собой.

Алина Грин

Со времен Кеплера и Ньютона астрономам известно, что в поле тяготения массивного центрального тела движение происходит по классическим траекториям — эллипсам, параболам и гиперболам. Однако современные космические трассы часто сильно отличаются от классических. И порой только благодаря изощренной фантазии навигаторов удается найти нестандартные решения, позволяющие осуществить, казалось бы, невыполнимые космические проекты. Рис. вверху NASA

В начале XX века, когда принципиальная выполнимость космических полетов была научно обоснована, появились первые соображения об их возможных траекториях. Прямолинейный полет от Земли к другой планете энергетически крайне невыгоден. В 1925 году немецкий инженер Вальтер Гоман (Walter Hohmann) показал, что минимальные затраты энергии на перелет между двумя круговыми орбитами обеспечиваются, когда траектория представляет собой «половинку» эллипса, касающегося исходной и конечной орбит. При этом двигатель космического аппарата должен выдать всего два импульса: в перигее и апогее (если речь идет об околоземном пространстве) переходного эллипса. Данная схема широко используется, например, при выведении на геостационарную орбиту. В межпланетных полетах задача несколько осложняется необходимостью учитывать притяжение Земли и планеты назначения соответственно на начальном и конечном участках траектории. Тем не менее полеты к Венере и Марсу выполняются по орбитам, близким к гомановским.

Биэллиптические траектории

Пожалуй, первым примером более сложного космонавигационного приема могут служить биэллиптические траектории. Как доказал один из первых теоретиков космонавники Ари Абрамович Штернфельд, они оптимальны для перевода спутника между круговыми орбитами с разным наклонением. Изменение плоскости орбиты — одна из самых дорогих операций в космонавтике. Например, для поворота на 60 градусов аппарату надо добавить такую же скорость, с какой он уже движется по орбите. Однако можно поступить иначе: сначала выдать разгонный импульс, с помощью которого аппарат перейдет на сильно вытянутую орбиту с высоким апогеем. В ее верхней точке скорость будет совсем невелика, и направление движения меняется ценой относительно небольших затрат топлива. Одновременно можно скорректировать и высоту перигея, немного изменив скорость по величине. Наконец, в нижней точке вытянутого эллипса дается тормозной импульс, который переводит аппарат на новую круговую орбиту.

Этот маневр, называемый «межорбитальным перелетом с высоким апогеем», особенно актуален при запуске геостационарных спутников, которые первоначально выводятся на низкую орбиту с наклонением к экватору, равным широте космодрома, а потом переводятся на геостационарную орбиту (с нулевым наклонением). Использование биэллиптической траектории позволяет заметно сэкономить на топливе.

  «Вояджер-2» стартовал раньше «Вояджера-1» и летел медленнее, но благодаря гравитационным маневрам он за 10 лет посетил все планетыгиганты Солнечной системы. Фото: NASA

Гравитационные маневры

Многие межпланетные миссии при современных технических возможностях просто неосуществимы без обращения к экзотическим навигационным приемам. Дело в том, что скорость истечения рабочего тела из химических ракетных двигателей составляет около 3 км/с. При этом по формуле Циолковского каждые 3 км/с дополнительного разгона втрое увеличивают стартовую массу космической системы. Чтобы с низкой околоземной орбиты (скорость 8 км/с) отправиться к Марсу по гомановской траектории, надо набрать около 3,5 км/с, к Юпитеру — 6 км/с, к Плутону — 8—9 км/с. Получается, что полезная нагрузка при полете к дальним планетам составляет лишь несколько процентов от выведенной на орбиту массы, а та, в свою очередь, лишь несколько процентов стартовой массы ракеты. Вот почему 700-килограммовые «Вояджеры» (Voyager) запускались к Юпитеру 600-тонной ракетой «Титан» (Titan IIIE). А если ставится цель выйти на орбиту вокруг планеты, то возникает необходимость брать с собой запас топлива для торможения, и стартовая масса возрастает еще больше.