Кіріспе

Америка физигі, жазушы және өнертапқышы (1927–1992)

Джерард Китчен О'Нилл (6 ақпан 1927 – 27 сәуір 1992) – американдық физик және ғарыш белсендісі. Принстон университетінің профессоры ретінде ол жоғары энергиялық физика эксперименттері үшін бөлшектерді сақтау сақинасын ойлап тапты. 1970 жылдары ол ғарышта адамдарға арналған елді мекендер құру жоспарын жасады, соның ішінде О'Нилл цилиндрі деп аталатын ғарыш мекенінің дизайны да болды. Ол ғарыш зерттеулер институтын құрды, ол ғарышта өндіріс және отарлау саласындағы зерттеулерді қаржыландырумен айналысады. О'Нилл 1954 жылы Принстон университетінде жоғары энергиялық бөлшектер физикасын зерттеуді бастады, Корнелл университетінен докторлық диссертациясын қорғағаннан кейін. Екі жылдан соң ол бөлшектерді сақтау сақинасының теориясын жариялады. Бұл өнертабыс бұрынғыдан әлдеқайда жоғары энергияда бөлшектерді үдетуге мүмкіндік берді. 1965 жылы Стэнфорд университетінде ол алғашқы соқтығысқан сәулелер физикасы бойынша эксперимент жүргізді. Оның бауырлары мен қарындастары болған жоқ. Оның отбасы әкесінің денсаулығына байланысты уақытша зейнеткерлікке шығуына байланысты Спекулятор, Нью-Йорк қаласына көшті. Әскери-теңіз күштері оны радар техникасы бойынша оқытты, бұл оның ғылымға деген қызығушылығын оятып, дамытты. Бала кезінде ол ата-анасымен ғарышқа адамдардың қатысу мүмкіндіктерін талқылаған, ал колледжде ракета теңдеулерімен жұмыс істеуді ұнатқан. Алайда, ол физикадағы мансапты ғарыш ғылымы ретінде қарастырмады, орнына жоғары энергиялық физиканы таңдады. 1950 жылы ол «Фи Бета Каппа» құрметті дипломмен бітірді. О'Нилл Корнелл университетінде Атом энергиясы комиссиясының стипендиясымен аспирантураны бітірді және 1954 жылы физика ғылымдарының докторы ғылымын қорғады. Олар 1966 жылы ажырасып кеткенге дейін Роджер есімді ұлдары және Джанет пен Элеонора есімді екі қыздары болды. 1973 жылдың сәуір айында өзінің алғашқы ұзақ қашықтықтағы планерлік рейсі кезінде Ренате "Таша" Стеффен оған жерде көмектесті. Ол Ташамен, өзінен 21 жас кіші болған, бұрын YMCA International Club арқылы танысқан. Олар рейстен кейін бір күні үйленді.

Жоғары энергия физикасы зерттеулері

Корнелл университетін бітіргеннен кейін О’Нилл Принстон университетінде оқытушы болып жұмысқа орналасты. Сақталған бөлшектерді басқа бөлшектер шоғымен соқтығыстыру үшін бағыттауға болады. Бұл бұрынғы әдіске қарағанда, сәулені бекітілген нысанаға бағыттағаннан гөрі, бөлшектердің соқтығысу энергиясын арттырады. Оның идеяларын физика қауымдастығы бірден қабылдамады. Осының нәтижесінде Принстон мен Стэнфорд арасындағы соқтығысатын сәуле экспериментін (CBX) құруға бірлескен жұмыс ұйымдастырылды. Кемелік зерттеулер кеңсесінен алған 800 000 АҚШ доллары көлеміндегі гранттың арқасында 1958 жылы Стэнфорд жоғары энергетикалық физика зертханасында алғашқы бөлшектерді сақтау сақиналарының құрылысы басталды. Ол бөлшектерді қалай ұстап тұруға болатынын және ауаны сорып алып вакуум жасау арқылы оларды эксперимент жүргізуге жететіндей ұзақ сақтауға болатынын анықтады. CBX алғашқы сәулесін 1962 жылдың 28 наурызында сақтады. О’Нилл 1965 жылы физика профессоры атанды. О’Лири 6-шы ғарышкерлер тобына іріктелді, ал О’Нилл іріктелмеді. О’Нилл 1969 жылы Принстон университетінде бірінші курс студенттеріне физика сабақтарын оқып жүргенде ғарыш колониясын құру идеясына қызығушылық танытты. Оның студенттері Вьетнам соғысы төңірегіндегі дау-жанжалдардың салдарынан ғылымның адамзатқа тигізер пайдасы туралы күмәндана бастады. Оларға зерттеуге қатысты бір нәрсе беру үшін ол Аполлон бағдарламасының мысалдарын элементар физиканың қолданылуы ретінде пайдалана бастады. Ол оны Scientific American және Science сияқты бірнеше журналдарға ұсынды, бірақ рецензенттер оны қабылдамады. Осы кезеңде О’Нилл Хэмпшир колледжінде, Принстонда және басқа да оқу орындарында ғарыш колониясын құру туралы лекциялар оқыды. Хэмпширдегі лекцияны О’Лири ұйымдастырды, ол сол кезде институтта астрономия және ғылым саясатын бағалау бойынша доцент болып жұмыс істеді; 1976 жылы ол Принстондағы О’Ниллдің зерттеу тобына қосылды. Лекцияларға қатысқан көптеген студенттер мен қызметкерлер ғарышта өмір сүру мүмкіндігіне құлшыныспен қарады. Оның мақаласы ақыры 1974 жылдың қыркүйек айындағы Physics Today журналында жарық көрді. Онда ол ғарыш колонияларын салу бірнеше маңызды мәселелерді шешеді деп мәлімдеді: Ғарыштық колонизациялау техникасының зор күшін түсіну маңызды. Егер біз оны жеткілікті ерте пайдалансақ және ақылмен қолдансақ, қазіргі әлемге қатерлі болып тұрған кемінде бес мәселені, жанжалдасуға түспей шеше аламыз: әрбір адамды қазір тек ең бақыттылар ғана ие болатын өмірлік деңгейге жеткізу; көлік және өнеркәсіптік ластанудан биосфераны қорғау; әр 35 жылда екі есеге өсіп бара жатқан әлем халқы үшін сапалы тұру кеңістігін табу; таза, практикалық энергия көздерін табу; Жердің жылу балансының шамадан тыс жүктемесін болдырмау. Ол ғарыш колониясының ішінде жолсерпектілерді ұшыру мүмкіндігін зерттеді, ал бұл орасан зор көлем атмосфералық термияны қолдауы мүмкін екенін анықтады. Ол адамзат осы жасалған шекарада өз халқынан 20 мың есе көп адам өсіре алатынын есептеп шығарды. Алғашқы колониялар Жер, Ай және Лагранж нүктелерінде салынар еді. және Күн жүйесіндегі тұрақты нүктелер, онда ғарыш кемесі энергия жұмсамастан өз орнын сақтай алады. Бұл мақала жақсы қабылданады, бірақ жобаға кірісетіндердің көпшілігі оның идеясымен тіпті ол жарияланбай тұрып танысқан. Ол өзінің мақаласын жариялауды күтіп тұрған кезде, О’Нилл 1974 жылдың мамыр айында Принстон қаласында екі күндік шағын конференция ұйымдастырды. Оларға Эрик Дрекслер (сол кезде MIT-те бірінші курс студенті), ғалым астронавт Джо Аллен (Астронавт тобының 6 мүшесі), Фримен Дайсон және ғылыми тілші Уолтер Салливан қатысты. Салливанның конференцияға қатысты мақаласы 1974 жылдың 13 мамырында "Нью-Йорк Таймс" газетінің бірінші бетіне жарияланды. Бұқаралық ақпарат құралдарының қамтуы артып, О’Нилл ғарышта өмір сүруге қызығушылық танытқан адамдардан көптеген хаттар алды. Олармен байланыста болу үшін О’Нилл пошталық тізім жасап, өзінің жетістіктері туралы ақпарат жібере бастады. Бірнеше айдан кейін ол NASA Годдард ғарыш ұшу орталығында Питер Глейзердің күн энергиясымен жұмыс істейтін спутниктер туралы баяндамасын естіді. О’Нилл оның ғарыш колониялары бұл спутниктерді құру арқылы құрылыс құнын тез арада өтей алатынын түсінді. О’Ниллдің айтуынша, "бұл ғарышқа жасалған барлық басқа нәрселерден айырмашылығы – бұл жаңа байлықты көп мөлшерде өндіру мүмкіндігі". Бұл конференцияда екі ондағаннан астам спикерлер баяндама жасады, олардың арасында Аризона штатының Тусон қаласынан келген Кит пен Каролин Хенсон да болды. Конференциядан кейін Кэролин Хенсон О’Нилл мен Аризона конгрессмені Мо Удаллдың кездесуін ұйымдастырды, ол 1976 жылы Демократиялық партиядан президенттікке үміткер болатын. Удалл О’Ниллдің жұмысына қолдау білдіретін хат жазды, оны Хенсон жариялауын өтінді. 1975 жылдың маусымында О’Нилл NASA Ames орталығында тұрақты ғарыш мекенжайларын зерттеуге арналған он апталық зерттеуге жетекшілік етті. Зерттеу кезінде ол 23 шілдеде Ғарыш ғылымы және қолданылуы жөніндегі Палата төменгі комитетінде куәлік беру үшін кетіп қалды. 1976 жылдың 19 қаңтарында ол Сенаттың Ғарыш технологиясы және ұлттық қажеттіліктер жөніндегі төменгі комитетінде де сөз сөйледі. "Спутниктерден күн энергиясы" деген тақырыптағы баяндамасында ол ғарышта энергия өндіру станцияларын салуға арналған Аполлон сияқты бағдарламаны ұсынды. Ол 1976 және 1977 жылдары Ames орталығына оралып, ғарышта өндіріс бойынша зерттеулерге жетекшілік етті. Осы зерттеулерде NASA ғарыш колонияларын және күн энергиясымен жұмыс істейтін спутниктерді салу үшін қажетті минералды ресурстарды өндіруге арналған ғарыш костюмдерін киген жұмысшылардың базаларын құруға қатысты егжей-тегжейлі жоспарларды жасады.

Жеке қаржыландыру (1977-1978 жж.)

NASA оның жұмысын жылына 500 000 долларға дейін гранттармен қолдаса да, О’Нилл үкіметтік қаржыландырылатын зерттеулерге тән бюрократия мен саясаттың ашуына ұшырады. SSI жеке донорлардан шамамен 100 000 доллар қаржы алды, ал 1978 жылдың басында ғарыш өндірісі мен қоныстану үшін қажетті технологияларға арналған негізгі зерттеулерді қолдауға кірісті. SSI-дың алғашқы гранттарының бірі 1974 жылы О’Нилл ұсынған массалық драйверді әзірлеуді қаржыландырды. Массалық драйверлер магниттік емес затты жылдамдатуға бейімделген катушкалық конструкцияға негізделген. О’Нилл массалық драйверлерді қолдану үшін ұсынған бір тәсіл – Айдың бетінен қазып алынған бейсбол шамасындағы кенді ғарышқа лақтыру. MIT-те ол, Генри Х. Колм және ерікті студенттер тобы алғашқы массалық драйвердің прототипін жасады. Ол ғарышқа колонизация зерттеулеріне арналған шығындарды бюджеттен табысты алып тастады. 1978 жылы Пол Вербос L 5 бюллетенінде «Конгресс бізді О’Ниллдің кең ауқымды ғарыш мекендері туралы тұжырымдамасына бағындырады деп ешкім күтпейді; NASA-дағы адамдар идеяның қоғамдық қатынастар аспектілеріне қатысты параноикалық болып табылады» деп жазды. Ол үкімет қаржыландыратын отарлау әрекеті саяси тұрғыдан мүмкін емес екені анық болған кезде, О’Ниллдің идеяларына халықтық қолдау жоғала бастады. Оның жоспары сондай-ақ NASA-ның Space Shuttle ұшағының ұшу жылдамдығы мен ұшыру шығындары туралы бағалауларына негізделген болатын, бұл сандар өте оптимистік болып шықты. 1977 жылы шыққан кітабында Space Shuttle ұшыру құны 10 миллион долларға тең екені айтылған, бірақ 1981 жылы коммерциялық тұтынушыларға берілетін субсидиялық баға 38 миллион доллардан басталды. 1985 жылы ұшырудың толық шығындары 1985 жылы есептелген, бұл ұшудың әрқайсысы 180 миллион долларға дейін көтерілді. О’Ниллді 1985 жылы АҚШ президенті Рональд Рейган Ұлттық ғарыш комиссиясына тағайындады. Олардың есебі 1986 жылдың мамыр айында, Challenger ғарыш кемесінің көтерілу кезінде ыдырап кеткенінен төрт ай өткен соң жарияланды. «Жоғары шекара» бес тілге аударылды және 2008 жылы баспада қалды. Кітапта ол «өзгерістің қозғаушы күші» деп атаған технологиялардың алдағы ғасырға әсері қарастырылған. Ол сипаттаған технологиялардың кейбірі – ғарыш колониялары, күн сәулесінен тұратын жер серіктері, қартаюға қарсы дәрі-дәрмектер, сутекпен жүретін көліктер, климатты бақылау және жер асты магниттік пойыздары. Ол 1980 жылдардың әлеуметтік құрылымын өзгертпей қалдырды, адамзаттың Күн жүйесінде кеңейген кезде де өзгермейтінін ұйғарды. 2081 сынағы бойынша пікірлер әртүрлі болды. New York Times сыншысы Джон Нобл Уилфорд кітапты «ақыл-ойына әсер еткен» деп тапты, бірақ Чарльз Никол сипатталған технологиялар тым алыс деп ойлады. Ол АҚШ-қа бәсекеге қабілетті алты саланы дамыту керектігін айтты: микроинженерлік, робототехника, гендік инженерия, магниттік ұшу, отбасылық ұшақтар және ғарыш ғылымдары. Ол сондай-ақ өнеркәсіптік дамуды көрпелі басшылар, өзімшіл кәсіподақтар, жоғары салықтар және американдықтардың білімсіздігі деп санайды. Рецензент Генри Вейлдің айтуынша, О’Ниллдің жаңа технологияларды егжей-тегжейлі түсіндіргені бұл кітапты басқалардан ерекшелендірді. Әуе кемесін бақылау үшін жасалған бұл жүйе радиобелгілі спутниктік қызмет (РДСС) деп аталды. Денсаулығы нашарлаған кезде О’Нилл компанияға аз араласты, сонымен бірге қиындықтарға тап болды. 1991 жылдың ақпан айында Geostar банкротқа ұшырады және оның лицензиясы Motorola компаниясына Iridium спутниктік шоқжұлдызы жобасына сатылды. Бұл жүйе GPS-пен ауыстырылса да, О’Нилл позицияны анықтау саласында елеулі жетістіктерге қол жеткізді. LAWN жүйесі екі компьютерге бір-біріне бірнеше жүз метр қашықтықта хабар алмасуға мүмкіндік берді, бұл үшін әр түйінге шамамен 500 доллар жұмсалды. O’Neill Communications 1993 жылы істен шықты; LAWN технологиясы Omnispread Communications компаниясына сатылды. 2008 жылдан бастап Omnispread O’Neill’s LAWN жүйесінің нұсқасын сатуды жалғастырды. 1991 жылы 18 қарашада О’Нилл вактрейн жүйесіне патент алу үшін өтініш берді. Ол өзінің құрығысы келетін компанияны жылдамдық, тыныштық және тиімділік үшін VSE International деп атады. Оның жанған сүйегінің бір үлгісі ғарышқа көмілген. Оның күлін қамтитын Celestis флаконы басқа Celestis қатысушыларының флакондарымен бірге Pegasus XL зымыранына қосылып, 1997 жылы 21 сәуірде Жер орбитасына ұшырылды. Ол атмосфераға 2002 жылдың мамырында қайтадан енген. О’Нилл өзінің Ғарыш зерттеулер институтына «адамдар ғарыш кеңістігінде өмір сүріп, жұмыс істегенше» өздерінің күш-жігерін жалғастыруды тапсырды. Ол қайтыс болғаннан кейін SSI басқарушылығы оның ұлы Роджерге және әріптесі Фримен Дайсонға берілді. О’Ниллдің жұмысы Джефф Безос құрған Blue Origin компаниясына әсер етті, ол болашақ ғарыш колонизациясы үшін инфрақұрылымды құруды қалайды. Генри Колм 1990 жылдары О’Нилл жазған магниттік көлік технологиясын дамыту үшін Magplane Technology компаниясын құрды. 2007 жылы Magplane Флоридада фосфат кенін тасымалдау үшін жұмыс істейтін магниттік құбыр жүйесін көрсетті. Жүйе О’Нилл көз алдында болған жоғары жылдамдықты пойыздардан әлдеқайда баяу, сағатына 65 км жылдамдықпен жұмыс істеді. Ғарыш шекарасын адамдарға ашуға арналған Space Frontier Foundation ұйымының барлық үш негізшісі О’Ниллдің идеяларын қолдады және Ғарыш зерттеулер институтында онымен әртүрлі жолдармен жұмыс істеді. Олардың бірі, Рик Тумлинсон, үш адамды ғарыш жақтаушылығының үлгілері ретінде сипаттайды: Вернер фон Браун, Жерар К. О’Нилл және Карл Саган. Фон Браун «қарапайым адамдар мақтан тұта алатын, бірақ қатыса алмайтын» жобаларды ілгерілетуге тырысты. Саган ғарысты қашықтықтан зерттеуді қалады. О’Нилл, оның Күн жүйесін қоныстандырудың жоғары жоспарымен, қарапайым адамдарды Жерден «жаппай» көшіруге баса мән берді. 2013 жылдың қараша айына қарай Жерар О’Ниллдің қағаздары мен жұмыстары Смитсония ұлттық ғарыш мұражайының, Стивен Ф. Удвар Хази орталығының архивінде сақталады.