Насколько высокое здание мы можем построить?

Вы завтракаете и машете рукой пассажирам самолета, пролетающего мимо вашего дома. А, вот еще один. Вы живете на семьсот тридцать девятом этаже Экс-сид четыре тысячи. Это целый город, заключенный в огромном небоскребе. Сейчас это похоже на фантастику, но однажды может стать реальностью. Давайте посмотрим, что нам для этого понадобится. Но сначала взглянем на список некогда самых высоких сооружений на планете. Великая пирамида Гизы, первоначально достигавшая ста сорока шести метров, более трех тысяч восьмисот лет была самым высоким сооружением, когда-либо построенным человеком. Линкольнский собор отобрал этот титул у Великой пирамиды только в тысяча триста одиннадцатом году, выиграв всего тридцать сантиметров.

Затем новым чемпионом стал монумент Вашингтону. Когда люди начали шире использовать сталь, Эйфелева башня стала самым высоким сооружением в мире. Затем последовал Эмпайр-стейт-билдинг. Он недолго удерживал это звание: по всему миру строились новые небоскребы. Давайте перейдем к нынешнему рекордсмену — башне Бурдж-Халифа. В ней сто шестьдесят три этажа, она в два раза выше Эмпайр-стейт-билдинг и примерно в три раза выше Эйфелевой башни. В ясный день Бурдж-Халифа можно увидеть с расстояния сто километров. Чтобы подняться на скоростном лифте с первого этажа на уровень сто двадцать четыре, где расположена одна из смотровых площадок, требуется целая минута. На то, чтобы достроить эту красоту, ставшую одним из символов Дубая, ушло шесть лет. И если вы когда-нибудь пробовали строить что-то на песке, вы знаете, как трудно сделать конструкцию устойчивой.

Инженерам пришлось пробурить сто девяносто две скважины под бетонным фундаментом, который весит сто десять тысяч тонн. Они также привезли миллионы тонн песка из Австралии. Да, они привезли дополнительный песок в пустыню, потому что местный песок во время бесконечных бурь становится плотным, почти как снег. Австралийский песок менее мелкий и превратился в идеальную основу для здания. Благодаря трению между бетоном и почвой сваи совсем не двигаются, и фундамент остается прочным. Тот же архитектор, Адриан Смит, спроектировал еще одно здание, которое должно стать новым рекордсменом. Башня Бурдж-Джидда в Саудовской Аравии должна быть на сто восемьдесят с лишним метров выше, чем Бурдж-Халифа. После завершения строительства в сооружении из восьмидесяти тысяч тонн стали разместится самая высокая в мире обсерватория.

В Бурдж-Джидда установят пятьдесят девять лифтов, причем некоторые из них будут двухэтажными. В нижней трети небоскреба предполагается разместить офисные помещения, на следующих уровнях — роскошный отель, а остальные сто шестьдесят семь этажей будут отведены под квартиры. Сужающийся силуэт здания должен помочь ему противостоять ветрам и силе тяжести. Основание, безусловно, будет очень широким, чтобы сделать всю конструкцию устойчивой. На данный момент закончена только треть здания, и строительство заморожено на неизвестный срок. Причины такого решения не связаны с геологией или климатом. Люди научились справляться со всеми видами почв и природных условий. Например, если мы хотим построить небоскреб в сейсмически активной зоне, нам придется сделать его гибким.

Сваи могут выдержать вес здания, но бетонная площадка будет стоять на огромных пружинах. Во время землетрясения земля будет сотрясаться и перемещаться из стороны в сторону. Но пружины мягко компенсируют движение. Таким образом, здание останется на месте. Ветер — еще одна проблема для небоскребов. Чем выше здание, тем сильнее на него воздействуют ветры. Именно поэтому большинство небоскребов строятся так, чтобы они могли раскачиваться на ветру, или имеют отверстия, через которые ветер проходит, а не разбивается о поверхность здания. Теоретически, если у вас есть необходимые материалы и достаточно денег, вы можете построить сколь угодно высокое здание. Всё, что вам нужно сделать, — это расширить основание, чтобы сделать постройку устойчивой. Поскольку наша планета имеет сферическую форму, в какой-то момент вам придется остановиться, но даже основания такого размера будет достаточно, чтобы удержать небоскреб выше самого Эвереста!

Здание Экс-сид четыре тысячи остановится в этой гонке на полпути, на высоте сорока пяти процентов от самого высокого пика в мире. Гора Фудзи стала источником вдохновения для этой конструкции, которую могут построить в токийской гавани. Это будет автономный город в одном здании, питающийся в основном солнечной энергией. Город сможет стать домом для миллиона человек! И этим людям, возможно, не придется покидать свой огромный дом, так как внутри будут располагаться офисы. Инженерам придется решить несколько вопросов, чтобы сделать проект возможным. В здании в восемьсот этажей между верхним и нижним уровнями будет огромная разница в давлении воздуха. Придется найти способ выровнять ее, чтобы жильцы чувствовали себя комфортно и были здоровы.

Представьте себе количество силовых кабелей, нужных для работы всех гаджетов и механизмов. Их планируют заменить генераторами возобновляемой энергии. Основание здания должно быть около шести километров в диаметре, чтобы выдержать его огромный вес. Это такой же размер, как у подножия могучей горы. Отверстие на вершине позволит воздуху и естественному свету проникать внутрь и облегчит нагрузку на фундамент. Экс-сид четыре тысячи в настоящее время носит титул самого большого здания, которое когда-либо было полностью спроектировано, но не входит в список зданий, строительство которых будет завершено в ближайшем будущем. Инженеры не исключают, что с новыми материалами и инновациями в дизайне это будет технически возможно, но стоимость окажется огромной. Еще один амбициозный проект на этапе концепции — небоскреб высотой двадцать километров. Это как если поставить друг на друга двадцать четыре башни Бурдж-Халифа. Автор научной фантастики Нил Стивенсон, разработавший проект, предложил использовать свой небоскреб в качестве стартовой площадки для ракет.

Автор изучал физику, прежде чем заняться научной фантастикой, поэтому при наличии подходящей высококачественной стали проект может стать реалистичным. Стивенсон утверждает, что это самый дешевый способ запуска ракет в космос. Инженерам придется позаботиться о ветрах, которые становятся довольно сильными на такой высоте. Что касается космических путешествий, в недалеком будущем нам, возможно, даже не понадобятся ракеты, чтобы попасть в космос. Космический лифт сможет поднимать людей на тридцать шесть километров от поверхности Земли. На самом деле этой идее уже почти сто пятьдесят лет. И НАСА, и исследователи из разных стран согласны с тем, что сейчас мы близки к ее реализации. Строительные компании утверждают, что смогут построить такой лифт к две тысячи сорок пятому году. Первый большой шаг к этой цели — проверить, как лифт будет вести себя в космосе. В уникальном эксперименте мини-лифт станет прототипом будущего грандиозного объекта. Ученые пытаются найти подходящий материал для замены обычного кабеля. Он должен протянуться на десятки тысяч километров и не быть при этом слишком тяжелым. Возможно, для этой цели подойдет сверхпрочный материал, известный как графен.

Испытания и создание лифта, пригодного для космоса, и достаточно прочного троса — это одна сторона дела. Другая проблема — это космический мусор, те куски ракет и космических кораблей, вращающиеся вокруг Земли, которые могут повредить конструкцию, если столкнутся с ней. Но поскольку лучшие умы работают над решением этой проблемы, мы можем быть оптимистами и ожидать первого запуска через несколько лет. Это откроет совершенно новую эру освоения космоса, поскольку для путешествия туда станет достаточно нажать одну кнопку. Вухуу!