Углерод

Круговорот углерода – удел не только жизненных форм. Например, в глубинных слоях мантии содержатся карбонатиты, даже небольшого количества которых достаточно для резкого изменения электрической проводимости мантии. Геохимики, обнаружившие эти соединения, считают, что карбонатиты вносят свой вклад и в литосферные процессы.

Круговорот углерода на поверхности земли, водах и в атмосфере – едва ли не ключевой регулятор климатических условий Земли. Однако основные запасы углерода сосредоточены все же не на поверхности, а в верхних слоях мантии, откуда черпают ресурсы для извержений вулканы. Похожие процессы выноса углерода на поверхность, только в гораздо большем масштабе, протекают и в области срединных океанических хребтов, заново формирующих океаническое дно и полностью обновляющих его за какие-то двести миллионов лет.

Большая часть расплава, поступающего в зоны этих разломов, обогащена кремнием и формируется в верхних слоях мантии на глубинах до ста километров. На таких малых глубинах плавление экстрактов мантии происходит при участии воды и диоксида углерода – компонентов, понижающих температуру плавления.

Фабрис Галлард, сотрудник Института наук о земле при Орлеанском университете, и его коллеги сумели показать, что обмен углеродом с поверхностью могут осуществлять и более глубинные слои мантии. Этот глубинный источник углерода может не только менять объем поверхностного резервуара расплава, но и существенно влиять на процессы экстракции углерода из верхних слоев мантии в этот расплав.

Он же может быть задействован и в другом процессе круговорота углерода – формировании алмазных россыпей и кимберлитовых трубок.


Карбонатитный вулкан Олдонио-Ленгаи, Танзания.//Hannes Bjom Mattsson

В своих соображениях коллектив французских и итальянских ученых исходил из факта существования слоев мантии с высокой электрической проводимостью до 0,1 Сименса на метр на глубине более 60 км. Считается, что слои мантийных пород, имеющие высокую проводимость, могут быть обогащены силикатным расплавом или породой оливина, насыщенной водой. Но на таких глубинах плавление породы, насыщенной кремнием, требует высоких температур и большого количества воды, вот почему до сегодняшнего дня геологи и склонялись к гипотезе гидратированного оливина.

У такого объяснения есть и несколько слабых сторон: во-первых, степень влияния воды на проводимость оливина до сих пор точно не известна. А во-вторых, в этом случае необъяснимым остается факт высокой анизотропии, то есть различии свойств в зависимости от направления, проводимости мантийных слоев.

Галлард и коллеги решили проверить третью гипотезу: карбонатитного происхождения высокой проводимости.

Карбонатит
- магматическая горная порода, состоящая более чем на 50% из карбонатов. По преобладающему карбонату выделяются доломитовые карбонатиты, кальцитовые карбонатиты и натрокарбонатиты. Характерные минералы...

Авторы публикации в Science провели обширную серию экспериментальных работ, в которых показали, что проводимость карбонатных расплавов при повышенной температуре более чем на три порядка превосходит таковую у силикатных расплавов. Потому для достижения относительно высоких показателей электрической проводимости достаточно включить в слой мантии всего лишь 0,1% карбонатного расплава.

Справедливость теоретических изысканий была подтверждена экспериментами на мантийных слоях под Тихоокеанским хребтом. Этот участок океанических пород был особенно тщательно изучен за годы геофизических экспедиций, и петрологические данные показывают, что слои мантии на глубине около трехсот километров содержат именно небольшое количество карбонатитных расплавов.

Так, геологические работы выявили геологическую область с низкой проводимостью от 10-2 до 10-3 сименс на метр, соответствующей перидотитной породе верхних 60 километров мантии. Одна из двух сильнопроводящих структур залегает до двухсот километров под осью разлома, а вторая располагается перпендикулярно и восточнее первой на глубинах 70–120 км.

Анизотропия проводимости, выявленная и в той и в другой, означает, что кроме гидратированного оливина в этих структурах должен быть еще один компонент, вносящий вклад в проводимость пород.

Обычно в высокой проводимости мантийных пород геологи винят силикатные расплавы, но в данном случае это объяснение неправомерно – базальтные породы, основной источник кремниевых расплавов, на таких глубинах практически не плавятся, потому единственным дополнительным компонентом, вносящим вклад в проводимость гидратированного оливина, может быть только расплавленный карбонатит. Тем более что для зарегистрированного повышения проводимости его объемная доля в оливине может не превышать 0,1%.


Брызги карбонатитной магмы. Вулкан Олдонио-Ленгаи, Танзания//Hannes Bjom Mattsson

Так как верхние слои мантии не проявляют высокой проводимости, это означает, что большая часть остается на большой глубине карбонатитных расплавов, не поднимается к разломам. Геологи считают, что они циркулируют в астеносфере – области мантии с сильными конвекционными потоками, вероятно, участвуют в формировании подводных горных цепей и на поверхность поднимаются только в зонах глубинных разломов, где литосферные плиты наезжают одна на другую. Детализация этих вопросов и станет задачей дальнейших исследований.

Магнит

Никогда за время полётов в космос, за исключением сравнительно коротких лунных экспедиций, человек не оказывался достаточно далеко от Земли, чтобы выйти из-под влияния её магнитосферы, прикрывающей нас от солнечных вспышек. А для рейсов на Марс или дальше инженерам придётся решать задачу защиты экипажа от губительной радиации. Возможно, выходом окажется "магнитоплазменный щит", прообраз которого недавно испытали учёные.

Астронавтам из миссий Apollo просто повезло. Все экспедиции пришлись на те дни, когда солнечный ветер был не очень силён. Хотя в те годы и случались вспышки, в которых поток заряженных частиц от Солнца возрастал настолько, что мог бы поставить под угрозу не только здоровье, но даже жизнь покорителей космоса.

С Международной космической станцией дело обстоит проще. Во-первых, в значительной степени её защищает земная магнитосфера. Во-вторых, пусть и крайне разреженная атмосфера планеты, всё ещё присутствующая на высоте полёта МКС (примерно 400 км), тоже способствует защите. В-третьих, у космонавтов и астронавтов есть возможность на время вспышек укрываться в отсеке с более толстой изоляцией.

(И всё равно британцы предлагают пристыковать к МКС дополнительное убежище с ещё более мощными противорадиационными стенками.)

На Луну и дальше – на Марс – открывать новые земли. Космическая радиация ставит большой знак вопроса на этих честолюбивых планах (иллюстрация ESA).

Основная опасность солнечного ветра проистекает от высокоэнергетических (10-100 мегаэлектрон-вольт, а в отдельных случаях до 10¹⁰ эВ) частиц, 90% которых составляют протоны, ещё 9% — альфа-частицы, а остальное в основном электроны, хотя попадаются также самые разнообразные ядра тяжёлых элементов.

Поток этот крайне разрежен, но зато несётся со скоростью от 300 до (в отдельные моменты времени) 1200 км/с, что позволяет частицам легко проникать через стенки корабля, вонзаться в тела астронавтов, повреждая клетки и, что особенно опасно, ДНК.

И главное — это плазменное течение непостоянно, а сильно зависит от погоды на Солнце. Потому в длительных межпланетных полётах (добираться до Марса придётся порядка восемнадцати месяцев) попасть в удачное "окно", как в случае с "Аполлонами", — не получится. Наращивать слои биозащиты? Это очень заметно увеличит массу корабля, которую инженеры стараются снизить всеми возможными способами.

Даты полётов Apollo (голубые вертикальные линии с номерами экспедиций) и уровни потока протонов от Солнца (жёлтые вертикальные чёрточки). Нелинейная шкала справа – доза радиации в единицах REM. Горизонтальные линии отмечают уровни для сравнения: светло-жёлтая – средняя годовая доза на уровне Земли, жёлтая – годовая доза работников АЭС и других производств, связанных с радиацией, оранжевая — лучевая болезнь, красная – смертельная доза (иллюстрация NASA).

А может, воспользоваться "патентом природы"? Коли земная магнитосфера так хорошо защищает нас от солнечных вспышек, можно ли воспроизвести её в маленьком масштабе на борту космического корабля?

Идее этой самой по себе — много лет. Но не всё с ней так просто. Ещё в 1960-х годах учёные посчитали, что только приличных размеров (более 100 километров в поперечнике) магнитный пузырь мог бы оказаться достаточно эффективным, чтобы уводить тяжёлые заряженные частицы в сторону от корабля.

Для создания такого поля на пилотируемый аппарат пришлось бы ставить столь крупные и тяжёлые катушки индуктивности и столь мощные источники электроэнергии (не вполне понятно — какие), что вся затея теряла смысл — проще было бы банально нарастить стенки.

Слева: простая стальная защита (или из иного плотного материала) недостаточна, даже при толщине в несколько сантиметров. Высокоэнергетические частицы солнечного ветра проникают сквозь неё либо производят вторичную радиацию. Справа: простое магнитное поле заставляет протоны и электроны закручиваться вокруг своих силовых линий. Это разнонаправленное вращение создаёт разделение зарядов, которое генерирует электрическое поле, в конечном итоге тормозящее ионы. Увы, для защиты корабля по такой схеме магнитное поле должно быть очень и очень сильным (иллюстрация Rutherford Appleton Laboratory).

Поэтому от магнитной защиты отказались. Но не навсегда. Ныне с новыми знаниями и новыми техническими возможностями к ней вернулись вновь.

Международная группа учёных во главе с Рут Бамфорд (Ruth Bamford) из британской лаборатории Резерфорда и Эплтона (Rutherford Appleton Laboratory — RAL) разработала проект "Мини-магнитосферы" (Mini Magnetosphere), которая могла бы закрыть корабль от космических лучей.

Исследователи посчитали, что чистый магнитный барьер действительно не справился бы с задачей (как и чистая электростатическая защита или "голый" плазменный барьер), но мини-магнитосфера, сходная с природной, — вполне сработала бы.

Это должно быть не просто магнитное поле, но сочетание поля с плазменным барьером, контролируемым этим самым полем. Такой барьер образуется из самих частиц солнечного ветра, набегающего на корабль, и этот же барьер взаимодействует с остальным потоком, а также с магнитным полем Солнца (очень слабым, но всё равно присутствующим даже на расстоянии, разделяющем Землю (или Марс) и наше дневное светило).

С учётом взаимодействия всех ингредиентов (потока высокоскоростной плазмы от Солнца, плазмы в барьере вокруг корабля, магнитного поля Солнца и поля корабля, а также токов, наводимых в плазме) магнитный щит может генерировать компактную диамагнитную полость вокруг космического аппарата, в которую солнечные космические лучи проникать практически не будут (иллюстрации Rutherford Appleton Laboratory).

Предыдущие исследования упускали из виду сложное взаимодействие сил в динамической квазинейтральной плазме, пронзаемой магнитным полем, — утверждают нынешние экспериментаторы. Везде, где есть плазма с различными по плотности и температуре областями, есть и собственные её локальные поля, поясняют учёные.

Прогресс в области токамаков — прообразов реакторов синтеза, где взаимодействию плазмы и поля уделяется огромное внимание, – позволил исследователям из Британии, Португалии и Швеции по-новому взглянуть на проблему магнитного щита для космических кораблей. Он фактически должен включать в себя все три активные защиты, рассмотренные ранее (плазменную, магнитное и электрическое поля), причём именно взаимодействие всех трёх приводит к желаемому результату.

В прошлом году участники проекта провели компьютерное моделирование, показавшее, что магнитный пузырь с поперечником порядка сотни метров (всего-то, сравните со 100 км в предыдущих работах) мог бы закрыть экипаж от действия солнечной радиации. Этот вывод был подтверждён в лаборатории, где команда Mini Magnetosphere построила миниатюрный прототип такой защиты.

Тут, кстати, надо сказать, что хотя и галактические космические лучи тоже способны нанести вред здоровью экипажа, главную угрозу путешественникам несут всё же солнечные космические лучи, интенсивность которых резко возрастает во время вспышек.

Один из участников эксперимента Джон Брэдфорд (John Bradford) из RAL наблюдает за опытной установкой, создающей "солнечный ветер в бутылке". Магнит внутри этой трубы воспроизводит в миниатюрном масштабе защитное поле нашей планеты (справа) (фото и иллюстрация Rutherford Appleton Laboratory).

Для опыта учёные воспользовались аппаратом LinX, ранее задействованным в экспериментах по изучению взаимодействия плазмы с рядом деталей токамаков. В основе установки — вакуумная труба диаметром 24 сантиметра и длиной 1,5 метра.

В ней имеется экспериментальная камера, в которую исследователи помещали постоянный или электрический магнит, имитирующий защиту корабля, а вдоль трубы специальный насос направлял сверхзвуковой (скорость больше 3 М) поток плазмы (H⁺, H₂⁺ и H₃⁺ в пропорции 90%, 5% и 5%).

Специальные катушки вокруг установки генерировали внутри поле (0,07 тесла), имитирующее межпланетное магнитное поле. Наконец, в роли генераторов поля корабля выступали по очереди постоянный цилиндрический магнит (на 0,2 тесла) и импульсный электромагнит (с напряжённостью поля на полюсах более 2 тесла).

Магниты крепились при помощи рычагов, позволявших сдвигать их относительно потока плазмы в разных направлениях.

Для снятия данных применялись различные датчики, фиксирующие распределение потока плазмы в пространстве, а также — высокоскоростная (50 тысяч кадров в секунду) видеокамера (работающая в видимом диапазоне волн), снимавшая происходящее через прозрачное окно.

Схема установки (иллюстрация Rutherford Appleton Laboratory).

Изначально у исследователей не было уверенности — а будет ли это всё же работать. Слишком много предшественников убеждали всех: действовать щит против столь высокоэнергетических частиц может только в планетарном масштабе, или около того. Однако когда установку включили — она сразу заработала, как и было задумано.

Более того, крошечная искусственная магнитосфера показала способность к саморегуляции, подобной таковой у магнитосферы Земли. "Когда она получает сильный толчок от плазмы, пузырь становится меньше. Видео показывает, что по мере повышения давления "солнечного ветра" щит становится меньше, но при этом ярче", — рассказывает Рут Бамфорд.

Экспериментаторы тщательно снимали параметры миниатюрной магнитосферы внутри аппарата, в том числе изменение плотности ионов во всех плоскостях и направлениях.

Эти данные позволили сделать вывод, что в первом приближении сравнительно простой (но довольно сильный) магнит может прикрыть себя от ударов частиц солнечного ветра. Впрочем, тонкостей тут — хоть отбавляй. (Этому опыту, кстати, посвящена статья вышедшая на днях в журнале Plasma Physics and Controlled Fusion.)

Несколько кадров опыта. Вверху: поток плазмы идёт слева. В ходе тестов учёные плавно меняли как энергию плазменного луча, так и положение защитного поля "корабля". Граница крошечной искусственной магнитосферы исправно смещалась в соответствии с балансом сил. Ударный фронт в месте резкого торможения плазмы визуализировался благодаря световой эмиссии, происходящей главным образом от взаимодействия плазмы с нейтральным газом (на врезке поток идёт справа). Внизу: вид на защитный пузырь сверху с наложением цвета, показывающего плотность плазмы (фотографии и иллюстрация Rutherford Appleton Laboratory).

Бамфорд заявила: "Первые эксперименты показали, что таким способом можно было бы защитить астронавтов от смертоносной космической погоды".

Итак, небольшие искусственные дыры в солнечном ветре — это всё необходимое, чтобы люди могли безопасно путешествовать к нашим ближайшим соседям (на Луну и Марс). Но до появления полномасштабных магнитных щитов, пригодных для установки на корабли, по прогнозу Бамфорд, пройдёт ещё 10-15 лет.

За это время исследователям предстоит понять, как лучше использовать такую защиту. Ведь существует ещё много нерешённых вопросов: каков будет вес конечной установки, как будет осуществляться контроль за её работой, какова окажется её надёжность.

К тому же существует выбор между вариантом монтажа магнитоплазменной защиты на самом корабле или на целом созвездии миниатюрных станций сопровождения, раскрывающих "зонтик" над пилотируемым аппаратом, когда это необходимо (да и на самом планетолёте подобная защита может работать временно, включаясь при появлении угрозы, то есть после вспышек на Солнце).

"Я не думаю, что установка сократится вплоть до всего лишь "магнита для холодильника", закреплённого на внешней поверхности космического аппарата", — смеётся Рут. Но, с другой стороны, вспомним, что раньше учёные полагали, будто генератор магнитного щита для межпланетного корабля окажется по размеру и массе едва ли не больше самого защищаемого звездолёта.

Театры

Новейшие системы освещения, геотермальная энергия, сверхпрочное стекло. Разве это не атрибуты "порядочного" здания XXI века? Но перед нами нечто совсем непонятное. Лестница, никуда не ведущая, но неизменно вызывающая интерес прохожих. А некоторые к ней ещё и в очередь встают. За шоу, за песнями и плясками. И в некотором смысле – за городской легендой.

Площадь Даффи (Duffy Square) в Нью-Йорке — одна из достопримечательностей и частый пункт в маршруте туристов. Ведь это северная часть знаменитой Таймс-Сквер (Times Square).

Любители истории, возможно, захотят тут посмотреть на памятник отцу Францису Даффи (Francis D. Duffy), герою Первой мировой войны, но завсегдатаи бродвейских театров давным-давно протоптали сюда дорожки из-за другого, тоже в своём роде памятника — билетной будки TKTS, находящейся в ведении Фонда развития театра (Theatre Development Fund).

Боковые стены, балки, ступеньки и колонны, составляющие эту чудо-лестницу, выполнены из высокопрочного стекла. Ступени – трёхслойные, а внешняя их поверхность покрыта рисками против скольжения (фото Fred R. Conrad, Richard Perry, Michael Evans/The New York Times, Associated Press, Times Square Alliance).

С момента своего открытия в 1973 году TKTS стала культовым местом для любителей драм, пьес и мюзиклов, людей, обожающих ходить на концерты и различные танцевальные шоу. И неудивительно, ведь в TKTS можно купить билеты со скидкой в 25-50% от номинала.

Вообще-то в Нью-Йорке есть ещё пара касс TKTS, но в силу своего расположения и первенства именно будка на Таймс-Сквер стала знаменитой. Построила её местная архитектурная компания Mayers & Schiff Associates. Причём возвела, используя крайне ограниченный бюджет (город выделил на павильон всего $5 тысяч) и множество арендуемых частей для своей необычной конструкции.

В её основе лежало несколько старых строительных прицепов. На них авторы касс смонтировали трубчатые леса, на которых растянули полотнище с названием TKTS. Гигантские буквы служили элементом дизайна, а полотнище прикрывало покупателей от ветра и солнца. Поскольку сваи тут забивать было нельзя (метро проходит неглубоко), весь этот "воздушный змей" удерживался на месте тяжёлыми грузами.

Старая будка TKTS, то ли из-за полотнищ, то ли из-за крупной красной графики, почему-то вызывает ассоциации с социалистическими агитплакатами. А ведь где-то здесь и было придумано: "А лампы как станут ночь копать, ну, я доложу вам – пламечко! Налево посмотришь – мамочка мать! Направо – мать моя мамочка!" Маяковский, правда, нанёс визит славному городу на Гудзоне задолго до рождения TKTS, но разве за десятки лет само настроение Манхэттена изменилось? (иллюстрация и фото Mayers & Schiff Architects; Nicole Bengiveno/The New York Times; Nicholas Leahy, Perkins Eastman, Theater Development Fund; Fred R. Conrad, Richard Perry, Michael Evans, Associated Press, Times Square Alliance).

И надо сказать, несмотря на такую "непостоянную" конструкцию, удерживался долго — вплоть до наших дней. TKTS понравилась не только прохожим — её оценили и специалисты: театральная будка на Таймс-Сквер завоевала несколько призов в области архитектуры и городского дизайна.

Новый поворот в истории знаменитых касс произошёл в конце прошлого века, когда было решено реконструировать площадь Даффи, в том числе — построить заново знаменитую будку TKTS.

В 2000 году Фонд развития театра провёл конкурс, который выиграли австралийские архитекторы Таи Ропиа (Tai Ropiha) и Джон Чой (John Choi). Именно они придумали покрыть кассы ниспадающей красной лестницей (возможно, как ассоциацией непременной красной дорожке на церемониях награждения различных кино-, театральных и музыкальных конкурсов).

По первоначальному замыслу, лестница эта должна была начинаться прямо от ног отца Даффи.

Первоначальный проект Таи и Джона (иллюстрация Van Alen Institute).

По разным причинам реализация проекта затянулась, а в 2006 году организации Times Square Alliance и Coalition for Father Duffy совместно с компанией William Fellows Architects представили уточнённый вариант проекта, включающий расширение площади Даффи за счёт аннексии по одному ряду движения от Бродвея и Седьмой авеню.

В конце концов архитектурная компания Perkins Eastman создала финальный вариант реинкарнации знаменитой будки, причём отталкиваясь от дизайна Ропиа и Чоя. Но придумала знаменательное усовершенствование — сооружение должно быть выполнено из стекла, причём лестница наверху — тоже.

Второй и третий (финальный) вариант реконструкции TKTS (иллюстрации William Fellows Architects и Perkins Eastman).

Рубиново-красные ступени должны быть подсвечены светодиодами, решили архитекторы. И правда, одна из примечательных особенностей Таймс-Сквер — буйство ночных огней, выдающееся даже для Нью-Йорка. Зачем же нарушать традицию?

Длина этого сооружения (берущего своё начало почти от постамента Даффи) составила 20 метров, ширина нижней ступени — 13,7 метра, последней — несколько больше. Всего ступеней — 27.

Последняя возносит зрителей (а ведь сама Таймс-Сквер — уже достойное зрелище, не так ли?) на высоту 4,9 метра над уровнем тротуара 47-й стрит.

Новая TKTS, вид с Седьмой авеню. Внизу: ряды светодиодов, скрытых под стеклом ступеней, проложены между "лучами" опорной решётки. Снизу лежат ряды алюминиевых пластин, которые служат и отражателями, и защищают помещения будки от воды (фото Fred R. Conrad/The New York Times, иллюстрация Nicholas Leahy, Perkins Eastman, Theater Development Fund).

Одновременно на лестнице могут находиться сотни людей. Если стоять ровными рядами на каждой ступеньке, — все 1500.

А это очень полезное свойство нового сооружения — в момент празднования Нового года народу на Таймс-Сквер набивается видимо-невидимо. И все смотрят на южную часть площади, туда, где в последние мгновения года происходит падение знаменитого светящегося шара (Times Square Ball) и где на огромном экране идёт обратный отсчёт.

Но на самой лестнице из красного стекла новшества TKTS не заканчиваются. Как вам, к примеру, геотермальная антиобледенительная система для ступеней?

Антиобледенительная система. На врезке показаны трубы теплоносителя, уходящие глубоко под землю (иллюстрации Nicholas Leahy, Perkins Eastman, Theater Development Fund).

Под отражателями проходят ряды трубок, по которым циркулирует специальный раствор — теплоноситель. Эта жидкость проходит замкнутую систему, включающую трубы, которые уходят на 137 метров в грунт.

Там круглогодично царит температура 13 °С, что и позволяет системе охлаждать павильон летом и обогревать его, в том числе крышу-ступени, зимой.

Собственно будка, скрытая под лестницей, выполнена в виде раковины из стеклопластика. Внутри – 65 квадратных метров офисных помещений, а в одной из стен – 12 окошек касс. Позади раковины скрыты технические помещения, где расположена установка для обогрева и охлаждения сооружения (иллюстрация Nicholas Leahy, Perkins Eastman, Theater Development Fund).

16 октября 2008 года новая TKTS и обновлённая площадь Даффи были торжественно открыты мэром Блумбергом (Michael Bloomberg) в присутствии нескольких бродвейских артистов.

Окончательная цена нового сооружения (а она постоянно росла по мере строительства, шедшего более двух лет) составила $19 миллионов, из которых $11,5 миллиона были заплачены городом. В некотором смысле "временная" TKTS, просуществовавшая более трёх десятилетий, отомстила за "жадность" властей Нью-Йорка в начале 1970-х.

За всё это время, что любопытно, сменились шесть мэров, а через окошки TKTS на площади Даффи был реализован 51 миллион билетов.

Насосы геотермальной системы, кассы, ступени... Мельчайшие узлы и детали говорят о том, что перед нами не только чисто дизайнерский, но и высокотехнологический проект (фото David W. Dunlap, Fred R. Conrad, Richard Perry, Michael Evans/The New York Times, Associated Press, Times Square Alliance).

Тим Томпкинс (Tim Tompkins), президент Times Square Alliance, назвал новую TKTS "ярким светом в тёмное экономическое время".

New York Times пишет, что когда на церемонии открытия будки-лестницы Майкл Блумберг говорил о важности инвестирования в культуру и искусство, облака над Таймс-Сквер разошлись и показалось Солнце. "Солнце считает, что я прав", — засмеялся мэр.

Лестница

Новейшие системы освещения, геотермальная энергия, сверхпрочное стекло. Разве это не атрибуты "порядочного" здания XXI века? Но перед нами нечто совсем непонятное. Лестница, никуда не ведущая, но неизменно вызывающая интерес прохожих. А некоторые к ней ещё и в очередь встают. За шоу, за песнями и плясками. И в некотором смысле – за городской легендой.

Площадь Даффи (Duffy Square) в Нью-Йорке — одна из достопримечательностей и частый пункт в маршруте туристов. Ведь это северная часть знаменитой Таймс-Сквер (Times Square).

Любители истории, возможно, захотят тут посмотреть на памятник отцу Францису Даффи (Francis D. Duffy), герою Первой мировой войны, но завсегдатаи бродвейских театров давным-давно протоптали сюда дорожки из-за другого, тоже в своём роде памятника — билетной будки TKTS, находящейся в ведении Фонда развития театра (Theatre Development Fund).

Боковые стены, балки, ступеньки и колонны, составляющие эту чудо-лестницу, выполнены из высокопрочного стекла. Ступени – трёхслойные, а внешняя их поверхность покрыта рисками против скольжения (фото Fred R. Conrad, Richard Perry, Michael Evans/The New York Times, Associated Press, Times Square Alliance).

С момента своего открытия в 1973 году TKTS стала культовым местом для любителей драм, пьес и мюзиклов, людей, обожающих ходить на концерты и различные танцевальные шоу. И неудивительно, ведь в TKTS можно купить билеты со скидкой в 25-50% от номинала.

Вообще-то в Нью-Йорке есть ещё пара касс TKTS, но в силу своего расположения и первенства именно будка на Таймс-Сквер стала знаменитой. Построила её местная архитектурная компания Mayers & Schiff Associates. Причём возвела, используя крайне ограниченный бюджет (город выделил на павильон всего $5 тысяч) и множество арендуемых частей для своей необычной конструкции.

В её основе лежало несколько старых строительных прицепов. На них авторы касс смонтировали трубчатые леса, на которых растянули полотнище с названием TKTS. Гигантские буквы служили элементом дизайна, а полотнище прикрывало покупателей от ветра и солнца. Поскольку сваи тут забивать было нельзя (метро проходит неглубоко), весь этот "воздушный змей" удерживался на месте тяжёлыми грузами.

Старая будка TKTS, то ли из-за полотнищ, то ли из-за крупной красной графики, почему-то вызывает ассоциации с социалистическими агитплакатами. А ведь где-то здесь и было придумано: "А лампы как станут ночь копать, ну, я доложу вам – пламечко! Налево посмотришь – мамочка мать! Направо – мать моя мамочка!" Маяковский, правда, нанёс визит славному городу на Гудзоне задолго до рождения TKTS, но разве за десятки лет само настроение Манхэттена изменилось? (иллюстрация и фото Mayers & Schiff Architects; Nicole Bengiveno/The New York Times; Nicholas Leahy, Perkins Eastman, Theater Development Fund; Fred R. Conrad, Richard Perry, Michael Evans, Associated Press, Times Square Alliance).

И надо сказать, несмотря на такую "непостоянную" конструкцию, удерживался долго — вплоть до наших дней. TKTS понравилась не только прохожим — её оценили и специалисты: театральная будка на Таймс-Сквер завоевала несколько призов в области архитектуры и городского дизайна.

Новый поворот в истории знаменитых касс произошёл в конце прошлого века, когда было решено реконструировать площадь Даффи, в том числе — построить заново знаменитую будку TKTS.

В 2000 году Фонд развития театра провёл конкурс, который выиграли австралийские архитекторы Таи Ропиа (Tai Ropiha) и Джон Чой (John Choi). Именно они придумали покрыть кассы ниспадающей красной лестницей (возможно, как ассоциацией непременной красной дорожке на церемониях награждения различных кино-, театральных и музыкальных конкурсов).

По первоначальному замыслу, лестница эта должна была начинаться прямо от ног отца Даффи.

Первоначальный проект Таи и Джона (иллюстрация Van Alen Institute).

По разным причинам реализация проекта затянулась, а в 2006 году организации Times Square Alliance и Coalition for Father Duffy совместно с компанией William Fellows Architects представили уточнённый вариант проекта, включающий расширение площади Даффи за счёт аннексии по одному ряду движения от Бродвея и Седьмой авеню.

В конце концов архитектурная компания Perkins Eastman создала финальный вариант реинкарнации знаменитой будки, причём отталкиваясь от дизайна Ропиа и Чоя. Но придумала знаменательное усовершенствование — сооружение должно быть выполнено из стекла, причём лестница наверху — тоже.

Второй и третий (финальный) вариант реконструкции TKTS (иллюстрации William Fellows Architects и Perkins Eastman).

Рубиново-красные ступени должны быть подсвечены светодиодами, решили архитекторы. И правда, одна из примечательных особенностей Таймс-Сквер — буйство ночных огней, выдающееся даже для Нью-Йорка. Зачем же нарушать традицию?

Длина этого сооружения (берущего своё начало почти от постамента Даффи) составила 20 метров, ширина нижней ступени — 13,7 метра, последней — несколько больше. Всего ступеней — 27.

Последняя возносит зрителей (а ведь сама Таймс-Сквер — уже достойное зрелище, не так ли?) на высоту 4,9 метра над уровнем тротуара 47-й стрит.

Новая TKTS, вид с Седьмой авеню. Внизу: ряды светодиодов, скрытых под стеклом ступеней, проложены между "лучами" опорной решётки. Снизу лежат ряды алюминиевых пластин, которые служат и отражателями, и защищают помещения будки от воды (фото Fred R. Conrad/The New York Times, иллюстрация Nicholas Leahy, Perkins Eastman, Theater Development Fund).

Одновременно на лестнице могут находиться сотни людей. Если стоять ровными рядами на каждой ступеньке, — все 1500.

А это очень полезное свойство нового сооружения — в момент празднования Нового года народу на Таймс-Сквер набивается видимо-невидимо. И все смотрят на южную часть площади, туда, где в последние мгновения года происходит падение знаменитого светящегося шара (Times Square Ball) и где на огромном экране идёт обратный отсчёт.

Но на самой лестнице из красного стекла новшества TKTS не заканчиваются. Как вам, к примеру, геотермальная антиобледенительная система для ступеней?

Антиобледенительная система. На врезке показаны трубы теплоносителя, уходящие глубоко под землю (иллюстрации Nicholas Leahy, Perkins Eastman, Theater Development Fund).

Под отражателями проходят ряды трубок, по которым циркулирует специальный раствор — теплоноситель. Эта жидкость проходит замкнутую систему, включающую трубы, которые уходят на 137 метров в грунт.

Там круглогодично царит температура 13 °С, что и позволяет системе охлаждать павильон летом и обогревать его, в том числе крышу-ступени, зимой.

Собственно будка, скрытая под лестницей, выполнена в виде раковины из стеклопластика. Внутри – 65 квадратных метров офисных помещений, а в одной из стен – 12 окошек касс. Позади раковины скрыты технические помещения, где расположена установка для обогрева и охлаждения сооружения (иллюстрация Nicholas Leahy, Perkins Eastman, Theater Development Fund).

16 октября 2008 года новая TKTS и обновлённая площадь Даффи были торжественно открыты мэром Блумбергом (Michael Bloomberg) в присутствии нескольких бродвейских артистов.

Окончательная цена нового сооружения (а она постоянно росла по мере строительства, шедшего более двух лет) составила $19 миллионов, из которых $11,5 миллиона были заплачены городом. В некотором смысле "временная" TKTS, просуществовавшая более трёх десятилетий, отомстила за "жадность" властей Нью-Йорка в начале 1970-х.

За всё это время, что любопытно, сменились шесть мэров, а через окошки TKTS на площади Даффи был реализован 51 миллион билетов.

Насосы геотермальной системы, кассы, ступени... Мельчайшие узлы и детали говорят о том, что перед нами не только чисто дизайнерский, но и высокотехнологический проект (фото David W. Dunlap, Fred R. Conrad, Richard Perry, Michael Evans/The New York Times, Associated Press, Times Square Alliance).

Тим Томпкинс (Tim Tompkins), президент Times Square Alliance, назвал новую TKTS "ярким светом в тёмное экономическое время".

New York Times пишет, что когда на церемонии открытия будки-лестницы Майкл Блумберг говорил о важности инвестирования в культуру и искусство, облака над Таймс-Сквер разошлись и показалось Солнце. "Солнце считает, что я прав", — засмеялся мэр.

Машина

Название этого проекта говорит само за себя. Три буквы SSC уже записаны в историю техники. Они означают сверхзвуковой автомобиль. Болид с такой обязывающей добавкой к имени однажды уже летел по высохшему дну соляного озера. И действительно сумел преодолеть звуковой барьер. Теперь же его потомок с таким же простым ярлычком должен обогнать пулю.

Авторы проекта с "породистым" названием "Бладхаунд" (Bloodhound SSC) характеризуют его как инженерное приключение. Этот автомобиль-стрела с 90-сантиметровыми титановыми колёсами и двигателем EJ200 от истребителя Eurofighter Typhoon должен не просто побить текущий сухопутный рекорд скорости, но и превзойти его очень существенно.

Инициатор данной затеи — лорд Пол Дрейсон (Paul Drayson), британский министр науки. (Примечательно, что кроме министерства в проекте участвует пара британских университетов — West of England и Swansea).

Текущий рекорд скорости на суше был установлен в пустыне Black Rock в Неваде. Для Bloodhound SSC (на рисунке) площадку только подбирают. Может быть, это снова будет "Чёрная скала"? (иллюстрация Bloodhound SSC)

Фактический лидер и официальный глава команды — знаменитый Ричард Ноубл (Richard Noble), который сам последовательно установил некогда несколько рекордов скорости на суше.

Позднее, кстати, Ричард стал директором проекта, которому принадлежит рекорд действующий: в 1997 году пилот британских королевских ВВС Энди Грин (Andy Green) развил на реактивном автомобиле Ноубла Thrust SSC 1228 км/ч (1,02 скорости звука).

Грин участвует и в нынешнем предприятии. Он опять намерен сесть в кабину реактивного монстра, создаваемого Ноублом при содействии целого ряда учёных и инженеров.

Автомобиль получил имя "Бладхаунд" не напрямую от названия породы собак, а опосредованно: в честь ракеты ПВО Bristol Bloodhound 2, стоявшей на вооружении Великобритании в 1960-1991 годах. Она могла разгоняться с места до скорости звука за 2,5 секунды. А что, есть даже внешнее сходство, не находите? (фото Max Smith, иллюстрация Bloodhound SSC)

И эта же творческая свзяка Ноубл-Грин известна нам по самому быстрому на планете дизельному автомобилю: летом 2006 года "бешеный экскаватор" JCB Dieselmax разогнался до 563 км/ч с хвостиком.

Bloodhound же рассчитан на преодоление куда более внушительной планки в тысячу миль в час (1609 км/ч).

Только представьте, автомобиль Bloodhound должен перегнать пулю, выпущенную из револьвера Magnum .357! (кадр с сайта bbc.co.uk)

В движение его будет приводить турбореактивный агрегат от истребителя, дополненный гибридным ракетным двигателем (твёрдое топливо плюс жидкий окислитель). Их тяга составит 90 и 110 килоньютонов соответственно.

Именно сочетание двух двигателей, каждый из которых отличает очень хорошее соотношение тяги и собственного веса, по мнению авторов машины, позволит ей разогнаться до 1,4 М.

Выбор гибридного ракетного "ускорителя" также продиктован соображениями безопасности – он гораздо послушнее чисто твердотопливного и легко выключается по требованию.

Любопытно, что в недрах машины также будет скрыт 800-сильный 12-цилиндровый ДВС.

Зачем? Ну уж не для привода колёс. Он будет крутить мощный насос, который нужен для поставки десятков килограммов окислителя в секунду в камеру сгорания гибридного ракетного движка.

Самые современные конструкционные материалы, моделирование обтекания на компьютере… Проект Bloodhound далёк от "самодельного" уровня, хотя считается частным предприятием (иллюстрации Bloodhound SSC).

Предельной скорости 1050 миль в час (1690 км/ч) Bloodhound будет должен достичь всего через 40 секунд после старта. На разгон ему потребуется более семи километров дистанции и столько же — на торможение.

За последнее будут отвечать три системы. На высокой скорости — выдвижные аэродинамические щитки, на средней — парашют, на сравнительно малой — углеволоконные тормозные механизмы.

Интересно, что реактивный двигатель команде предоставит министерство обороны Великобритании. Это будет экземпляр, использованный ранее для испытаний по программе Eurofighter. На самолёт его уже ставить нельзя, но для целей команды Bloodhound оставшегося моторесурса данного агрегата вполне должно хватить.

Заметим, в настоящее время несколько команд пытаются создать автомобиль, способный сбросить Thrust SSC с пьедестала. Эти проекты находятся на разной стадии готовности.

Компоновка Bloodhound SSC. Длина этой четырёхколёсной реактивной машины составляет 12,8 метра, а вес – 6,4 тонны. На разрезе хорошо видно расположение турбореактивного двигателя (прямо под ракетным), а также – гоночного ДВС (в центре корпуса) для привода ракетного насоса (иллюстрации Bloodhound SSC).

К примеру, есть "Североамериканский орёл" (North American Eagle). Мы детально рассказывали об этом автомобиле аж четыре года назад.

Проект-долгострой, однако, жив и понемногу движется к цели. Так, нынешним летом уже готовый аппарат проходил тесты в калифорнийской пустыне El Mirage на "скромной" скорости в 640 км/ч.

Намеченная же максималка "Орла" — 1287 км/ч (круглым счётом 800 миль). Это лишь чуть больше 11-летнего рекорда Thrust SSC и куда меньше, чем плановый показатель Bloodhound.

Но зато американцы смогут вывести свою машину на штурм мирового рекорда гораздо раньше британцев. В ближайшее время команда Bloodhound намерена лишь построить полномасштабные макеты машины, а появление готового образца и сам рекордный заезд намечены на 2011 год.

North American Eagle на тестах в El Mirage (фото с сайта landspeed.com).

Британский проект, однако, принесёт своей родине пользу ещё до выхода машины на старт. Ведь Ноубл, Грин и их соратники создают свой сверхзвуковой автомобиль не только ради достижения как такового.

На всех стадиях проектирования и сборки чудо-аппарата в своей штаб-квартире в Филтоне (Filton) они намерены привлекать студентов и школьников. К тому же тут должен быть открыт образовательный центр.

Задумывая этот проект, Пол Дрейсон спросил Ноубла и Грина – могут ли они как-то завоевать внимание нынешних школьников и побудить их сделать карьеру в области науки и техники? По этому поводу в одном из недавних интервью министр заявил: "Если не найдём источник вдохновения для следующего поколения, мы будем уничтожены как страна".

Вот ради этого вдохновения Грин, как он сам говорит, и намерен рисковать жизнью. А вовсе не ради строчки в Книге рекордов.

Конечно, вся конструкция машины направлена на минимизацию опасности, утверждает пилот. "Значит ли это, что риск будет нулевым? – добавляет Энди. – Нет. А жизнь с нулевой степенью риска интересна? Нет!"

Источник Membrana.Ru