Одним из знаковых проектов Илона Маска наравне с Tesla, PayPal и SpaceX являются вакуумные поезда Hyperloop, способные развивать скорость до 1100 км /ч. Для сравнения, крейсерская скорость Боинга 737 - 927 км/ч. Кто бы мог подумать, что первый проект движения поездов в вакууме был предложен и смоделирован профессором Горного университета Борисом Вейнбергом еще в 1911 году.
В 2013 году Маск рассказал журналам и телеканалам о «собственной» концепции, называв ее пятым видом транспорта после поезда, самолета, автомобиля и корабля. По его словам, Hyperloop должен представлять собой расположенный на опорах надземный трубопровод, внутри которого со скоростью от 480 до 1102 км/ч (в зависимости от ландшафта) с интервалом в 30 секунд перемещаются одиночные транспортные капсулы длиной 25—30 м.
Визуально представить себе эту систему можно, вспомнив пневмопочту в гипермаркетах и банках, используемую для перемещения наличных и документов по специальным трубкам. И хотя конкретно сам инициатор в дальнейшем не участвовал в реализации идеи, у него появилось множество последователей. К сегодняшнему дню в разных частях мира построены испытательные трассы, проведены полевые тесты, строятся первые эксплуатационные линии.
«Сибирский магнитоплан»
Начало прошлого века. Город Томск. Аэротехническая лаборатория. В центре одного из ее кабинетов - кольцо диаметром около 5‒6 метров из толстой медной трубы диаметром 30‒40 сантиметров. В нескольких местах на трубу надеты катушки из изолированной проволоки и помещены большие электромагниты, от которых в страшном беспорядке идет большое количество проводов. Запускаемый в трубу при помощи пускового соленоида вагон весом около десяти килограммов легко подхватывается электромагнитами и продолжает полет по кругу, не касаясь ее стенок.
Так выглядела первая модель «летающего» поезда Бориса Вейнберга, созданная им еще во времена Российской империи. Изначально состав двигался с помощью магнитных сил. Однако желая серьезно увеличить его скорость, молодой ученый-изобретатель решил устранить сопротивление среды и силу трения о путь с помощью выкачивания из трубы всего воздуха. Чтобы еще больше облегчить движение, вагоны предполагалось делать в виде одноместных сигарообразных капсул длиной два с половиной метра. Помимо находившихся в положении лежа пассажиров там должен был поместиться запас кислорода, аппараты для поглощения углекислоты и освещение. Ничего не напоминает?
Экспериментальный вагон Вейнберга двигался со скоростью 6 км/ч, и в случае реализации проекта Борис Петрович рассчитывал на достижение скорости 1000 км/ч. По его расчетам, пропускная способность двутрубного пути составила бы 15 тысяч пассажиров или 10 тысяч тонн в сутки в одном направлении.
Физик запустил активную пиар-кампанию своего проекта – выступал с лекцией «Движение без трения» в Ачинске, Канске, Томске, Иркутске, Семипалатинске, Красноярске и Санкт-Петербурге.
«Не могу забыть впечатления, которое произвел на холодную петербургскую публику этот смелый и оригинальный проект, когда изобретатель нарисовал перед слушателями картину будущей борьбы с пространством. Поезда, несущиеся в пустоте, без рельсов, без трения, без локомотивов, свободно и быстро, как планеты в мировом пространстве… Проект реален при всей своей фантастичности. Он технически неуязвим, разработан до мелочей…», — писал известный русский математик, физик и популяризатор науки Яков Перельман.
Идея вызвала интерес и на Западе. В 1914 году в Сибирь приехали кинематографисты из США и сняли фильм «Сибирское чудо» о Вейнберге и его поезде, который они окрестили «сибирским магнитопланом». Иностранные научные издания наперебой печатали публикации Бориса Петровича. Одной из последних стала статья «Пятьсот миль в час. Электромагнитный способ переместиться по вакууму из Нью-Йорка в Сан-Франциско за полдня» в известном американском журнале Popular Science Monthly, вышедшая в 1917 году.
Начавшаяся Первая мировая война отбросила вопрос скоростных перевозок людей на долгие годы. Сама же идея, не запатентованная автором, получила развитие за рубежом.
Основоположник российской гляциологии
Поезда на магнитной подушке и вакуумный транспорт были не единственной идеей Вейнберга, опережающей время. Чего только стоят его исследования льдов и изобретение электрического бура для сверления отверстий во льду за счет его плавления.
Принято считать, что становление фундаментальной гляциологии, отличающееся от примитивных экспериментов глубоким проникновением в природу льда и в сущность физических явлений в ледниках, а также организацией стационарных работ на ледниках, началось с середины XX века. Создание теории бурения плавление и вовсе относят к еще более позднему периоду.
Однако Борис Петрович приступил к изучению внутреннего трения льда (физике твердого тела) еще в 1903 году. В 1906 году на основе собственных наблюдений за арктическими и австрийскими ледниками предложил теорию движения льда по наклонному руслу.
В 1909 году, уже будучи доктором наук, Вейнберг издал книгу «Снег, иней, град, лед и ледники», которую сегодняшние академики РАН (и в частности крупнейший российский исследователь Владимир Котляков) называют «первой русской монографией по гляциологии».
За годы работы ученый создал приборы для измерений внутреннего трения льда, удельного веса и прочности на излом льда. Но поистине новаторское устройство физик изобрел в 1912 году - электрический бур для сверления отверстий во льду за счет его плавления.
Изначально термобур предполагалось использовать для определения толщины льда при исследовании русла ледников, но, по мнению Вейнберга, с появлением эхолота, этот способ исследования уже стал иметь скорее исторический интерес. Он так и не узнал, что впоследствии принцип работы его изобретения стал использоваться спустя несколько десятилетий при бурении скважин километровой глубины в антарктических льдах.
Вклад в создание Дороги жизни
Знания и опыт профессора Вейнберга в вопросах скользкости льда и снега пригодились во время Советско-финской войны 1939-1940 годов, когда Борис Петрович консультировал командование Красной армии по ледовым вопросам.
Обратились к эксперту и через несколько месяцев после начала Великой Отечественной войны. Ленинград был выбран один из главных направлений удара вермахта. В конце августа 1941 года немецкие войска перерезали последнюю из железных дорог, а с 8 сентября, с падением Шлиссельбурга, были закрыты все сухопутные пути к городу. Началась блокада.
В середине октября 1941 года Ставка Верховного главнокомандования поставила перед Вейнбергом задачу определить возможность движения тяжелой техники по льду Ладожского озера. Дорогу предполагалось проложить по трассе мыс «Осиновец» - маяк Кареджи с учетом двустороннего движения автомобильного и тракторного транспорта. Ширина проезжей части должна была составлять не менее 10 метров.
Профессор свои соображения изложил в «большом письменном отзыве», в котором предложил усилить лед путем искусственного намораживания.
«В книге Бориса Петровича «Лед» описано, что такое искусственное намораживание. Физический принцип, лежащий в основе этого метода, заключается в разнице температур льда на верхней и нижней его поверхностях. Снизу, где проходит граница льда и воды, температура близка к нулю, там очень медленно идет замерзание. Наверху температура равна температуре воздуха, которая может быть существенно ниже нуля. Так оно фактически и было в ноябре 1941 года. Поэтому при проливе льда водой замерзание будет проходить быстрее», - пояснила внучка ученого, доктор физико-математических наук Галина Всеволодовна Вейнберг.
В рекомендациях профессор изложил свои мысли о том, каким именно образом поливать водой многокилометровую дорогу. Борис Петрович предложил пробурить отверстия вдоль трассы. При движении лед под машиной проседал, и из отверстий на полотно дороги выливалась вода и там же застывала.
21 ноября 1941 года для проверки возможностей движения по льду автомобильного транспорта начальник тыла фронта Феофан Лагунов на легковой машине проехал по ледовой трассе с западного на восточный берег озера, а уже 23 ноября по льду прошла первая автоколонна в составе 60 машин. За время действия ледовой дороги с ноября 1941 года по апрель 1942 года из блокированного города было эвакуировано более 550 тыс. человек и доставлено в Ленинград 361 тыс. т грузов, из них 262 тыс. т составило продовольствие. Задача была решена.
Научный путь
Кем же был Борис Петрович Вейнберг, которого отличала такая широта научных интересов?
Во-первых, представителем выдающейся династии. Сын крупного поэта и переводчика Петра Вейнберга, отец инженера-теплотехника и лауреата Сталинской премии Всеволода Вейнберга, племянник писателя Павла Вейнберга и брат композитора Якова Вейнберга.
Во-вторых, настоящим ученым-энциклопедистом, полиглотом, в совершенстве владеющим двенадцатью языками. Он занимался физикой твердого тела, геомагнитными измерениями, использованием солнечной энергии, вопросами метеорологии и многими другими направлениями.
После окончания в 1893 году Санкт-Петербургского университета молодой специалист преподавал в Горном институте и Императорском Новороссийском университете. В это время он познакомился с легендарным Дмитрием Менделеевым, математиком Александром Марковым и физиком Орестом Хвольсоном.
В 1909 году его пригласили возглавить кафедру физики в недавно открывшийся Томский технологический институт. Вейнберг уже сложился как зрелый учёный, стал доктором наук и автором большого количества трудов. В результате на Западе Сибири Борис Петрович провел более 15 лет.
За эти годы он организовал 23 экспедиции для изучения магнетизма и геофизических данных Алтая, Западной и Центральной Сибири, Монголии, Крайнего Севера. Планомерные исследования проводились физиком по заказу Международной магнитной комиссии Института Карнеги (Вашингтон) и комиссии при Петербургской академии наук. Они координировали исследования магнитологов, соответственно, в мировом масштабе и на территории России. Конечной целью было получение общей картины распределения магнитного поля Земли на всей поверхности земного шара. Именно Вейнберг стал первопроходцем в деле геомагнитной съемки Сибири и автором первого в СССР руководства по магниторазведке.
По инициативе Бориса Петровича в 1919 году был открыт Институт исследования Сибири (прообраз Сибирского отделения РАН), а в 1923 году - Институт прикладной физики (ныне - Сибирский физико-технический институт).
В 1930 году ученый вернулся в Ленинградский горный институт, где стал заведовать кафедрой физики.
На лекции легендарного профессора студенты бежали как на концерт, занимали все свободные места, а те, кто не помещался в аудитории, толпились у входа. Не прекращалась и исследовательская работа. На фоне старта широкомасштабного освоения Арктики в деятельности учёного начался новый всплеск активности в области ледовых проблем. Им двигало стремление использовать знания и опыт для решения практических задач освоения Севера и прокладки Северного морского пути.
Когда началась Великая Отечественная война, Вейнбергу предложили эвакуироваться вместе с семьей в Йошкар-Олу или Томск, но он категорически отказался. В письме из осажденного города от 26 ноября 1941 года он писал: «В условиях, в которых находится страна и, в частности, Ленинград, как-то особенно хочется работать, работать и еще работать». Благодаря его консультациям были спасены сотни тысяч человек, однако волею судеб человек, всю жизнь изучавший лед, погиб 18 апреля 1942 года от голода и холода.
