Наука 2100

Мегаполисы будущего: подземные, подводные и орбитальные города как ответ на демографический рост

Перенаселение и климатические изменения заставят человечество осваивать новые этажи планеты: мы уйдем под землю, построим города на дне морей и океанов и отправимся к звездам. В этой статье — самые смелые и вполне реальные разработки мегаполисов будущего.
Авторы и эксперты
Автор Наука Mail
Футуролог, эксперт по инновациям и венчурный инвестор
Руководитель образовательной инициативы «Новые города» МФТИ и Глобального университета
Партнер архитектурного бюро LH47
Город будущего в представлении нейросети
Футуристическая городская архитектураИсточник: Freepik.com

В истории человечества есть сюжет, который перестает быть мифом и все больше напоминает инженерное задание. Речь о Всемирном потопе и Ноевом ковчеге. Только теперь нам угрожает не сорокадневный ливень, а тающие ледники и перенаселение. Представьте сферу диаметром полкилометра на глубине 200 метров. От нее к самому дну уходит спираль-позвоночник, внутри которой кипит жизнь — с домами, лабораториями и парками. Это не кадр из фантастического фильма, а проект мегаполиса будущего. Рассказываем подробнее о нем и других инициативах.

Экологическая и демографическая катастрофы

Численность людей на планете уже в 12 раз превышает предельно допустимую, и к 2100 году, согласно прогнозам, может увеличиться еще почти вдвое. Перенаселение и стремительный рост потребления приводят к серьезным экологическим последствиям. Один из самых тревожных сигналов — глобальное потепление.

Климатологи бьют тревогу: последние три года (2023−2025) стали самым жарким периодом за всю историю метеонаблюдений. Пик пришелся на 2024 год, когда средняя температура на планете впервые превысила доиндустриальный уровень на критическую величину — 1,5 градуса Цельсия. Причина кроется в парниковом эффекте, вызванным гигантскими выбросами углекислого газа и метана от электростанций, заводов и транспорта.

Изменение климата запускает следующую реакцию — таяние ледников, которое может привести к затоплению прибрежных городов и целых стран. По данным исследования, опубликованного на сайте Nature, только за последние 30 лет площадь ледяного покрова Гренландии сократилась более чем на 28 тысяч квадратных километров.

Подводные миры: чудеса архитектуры под водой

«Спасательным кругом» для человечества в случае сильнейших цунами и глобального изменения климата могут стать подводные мегаполисы, но сможет ли человек приспособиться к условиям высокого давления и темноты?

«Океанская спираль» (Ocean Spiral)

Один из самых амбициозных проектов — японская «Океанская спираль» (Ocean Spiral) от Shimizu Corporation.

Прототип проекта Океанская спираль
Прототип проекта «Океанская спираль» (Ocean Spiral), состоящий из сферы, спирали и станции на днеИсточник: www.shimz.co.jp

В центре сложнейшей конструкции размещается гигантская прозрачная сфера диаметром 500 метров — «Голубой сад» с жилыми зонами и лабораториями. Он нее к морскому дну уходит спиралевидная 15-километровая структура «Инфра-спираль», где разместятся энергоблоки и океанические фермы. На дне комплекс «Фабрика Земли» займется добычей ресурсов и переработкой углекислого газа. Проект призван обеспечить человечество едой, энергией и ресурсами за счет использования потенциала океана, но пока он остается лишь технически проработанной концепцией будущего.

Станция Sentinel: аналог МКС на глубине 200 метров

Если японская «Океанская спираль» — это город-утопия, то британский проект DEEP Sentinel — первый прагматичный шаг человечества к постоянной жизни под водой.

Футуристичная подводная станция Sentinel
Прототип Sentinel снаружиИсточник: Science | CNN

Команда планирует построить у берегов Великобритании глубоководную станцию, которая станет домом для ученых на глубине более 200 метров. Sentinel представляет собой модульную конструкцию. Ее можно достраивать, менять конфигурацию и даже перемещать на новое место. Станция Sentinel предназначена для изучения эвфотической зоны, где обитает большинство морских организмов. Ученые смогут жить там месяцами, постоянно ведя наблюдения.

Футуристичная планировка глубоководной станции Sentinel
Прототип Sentinel внутриИсточник: Science | CNN

Первых результатов в DEEP ждут к 2027 году. Главная сложность: давление на глубинах свыше 100 метров достигает 11 атмосфер, поэтому после длительного пребывания человеку потребуется недельная декомпрессия.

Dogen City: плавучий мегаполис

В 2023 году японская фирма N-Ark представила проект плавучего города Dogen City. Он представляет собой гигантскую окружность диаметром 1,58 км, рассчитанную на 10 тысяч жителей. Внутри кольца — жилые кварталы, офисы и инфраструктура. Во внутренней гавани свободно будут плавать стадионы, парки и отели. Под водой появится дата-центр, который управляет городом и анализирует медицинские данные жителей. Главная особенность — «умная медицина»: жители будут носить датчики, а система удаленно проводить диагностику и даже операции.

Проект планируют начать в 2030 году.

Прототип плавучего острова-мегаполиса Dogen City
Dogen City — это плавучий «умный» медицинский кластер, который синтезирует архитектуру, Big Data, «зеленую» энергетику и ресурсы океана для создания единой экосистемы здоровья будущегоИсточник: N-ark.jp
Проекты подводных городов, например концепция Ocean Spiral, показывают, насколько далеко может продвинуться инженерная и архитектурная мысль. Они расширяют представление о возможных форматах расселения и исследуют океан, также как и космос, как новое пространство для жизни, науки и технологий.
Марина Смоляренко
руководитель среды мышления «Новые города» Глобального университета Силы Сообществ

Подземные города: будущее под ногами

Пока одни смотрят в океан, другие копают вглубь. Строительство под землей — не изобретение футурологов, а хорошо забытое прошлое: от пещерных храмов Каппадокии до подземелья древних цивилизаций. Сегодня технологии позволяют возводить под нашими ногами настоящие города со своей экосистемой и инфраструктурой, и они уже существуют.

«Подземный город» RESO

В канадском Монреале существует «Подземный город» RESO. Это сеть тоннелей длиной 32 км, которая соединяет офисы, около 2 тысяч магазинов, жилые дома, университеты и станции метро на площади 12 км². Ежедневно там бывает более полумиллиона человек. Главная цель этого проекта — защитить жителей от холодных и снежных зим.

Фото Eaton Centre
Нижние этажи Eaton Centre между станциями метро McGill и PeelИсточник: en.wikipedia.org

Подземелье Хельсинки

Хельсинки — единственный в мире город с генеральным планом подземного развития, который начали реализовывать еще в 1980-х годах. Общая площадь подземных пространств достигает почти 10 млн квадратных метров.

Под городом вырублены в скальной породе более 5 тысяч убежищ гражданской обороны, которые могут вместить до 900 тысяч человек — это больше, чем все население столицы. Самое глубокое сооружение находится на глубине до 100 метров. При этом в мирное время эти пространства активно используются: там работают плавательный комплекс, подземная трасса для картинга, детские игровые площадки, музей современного искусства и знаменитая Церковь в скале (Темппелиаукио).

Подземное строительство в скалах
Скальные породы Финляндии, богатые гранитом, создают благоприятные условия для широкомасштабного подземного строительстваИсточник: thisisFINLAND

Землескреб Earthscraper: пирамида наоборот

Проект Earthscraper («землескреб») мексикано-американской студии BNKR Arquitectura — один из самых ярких архитектурных манифестов подземной урбанистики, который так и остался в чертежах.

Предложенный в 2009 году проект представляет собой 65-этажную перевернутую пирамиду глубиной 300 метров, которая должна была разместиться под главной площадью страны — Сокало (Zocalo). Авторы предполагали, что стеклянное полотно ляжет на площадь, а в лучах света окажутся 10 этажей с жилыми кварталами и музеями, а ниже, на 35 офисных уровнях, будет кипеть деловая жизнь.

Проект землескреба
Землескреб — антагонист небоскребов в историческом городском ландшафтеИсточник: BNKR Aquitectura

Дома среди звезд: какими будут первые орбитальные города

Международная космическая станция (МКС) к 2030 году прекратит свое существование, отправившись в свой последний путь к водам Тихого океана. Об этом говорится в отчете на сайте NASA. На смену временным убежищам для астронавтов придут настоящие орбитальные города — гигантские сооружения, где люди смогут не просто работать, но и жить, растить детей и строить новую цивилизацию.

От фантазий к инженерным расчетам

Идея парящих городов не нова. Еще в 1970-х годах физик Джерард О’Нил и его коллеги из Стэнфордского университета предложили смелые концепции, которые до сих пор вдохновляют инженеров и архитекторов. Самая известная из них — «Стэнфордский тор» (Stanford torus), или «город-бублик». Это огромное вращающееся кольцо диаметром около 1,8 километра, способное вместить до 140 тысяч человек. Вращение создает искусственную гравитацию, а внутри, по задумке авторов, должна была раскинуться настоящая долина с домами, деревьями и искусственным небом, на которое солнечный свет проецируется через систему гигантских зеркал.

Вид Стэнфордского тора в разрезе
Вид «Стэнфордского тора» в разрезеИсточник: Википедия

Звездный ковчег Chrysalis

Еще один футуристический проект — Chrysalis («Хризалида»). Речь идет о так называемом «корабле поколений», который предполагает отправить более 2 тысяч колонистов к звезде Альфа Центавра.

Путешествие займет около 400 лет, а значит, на борту сменится несколько поколений людей, которые никогда не увидят Земли. Корабль длиной 58 километров будет вращаться вокруг своей оси для создания искусственной гравитации. Внутри он напоминает матрешку: внешний слой — защита от радиации и склады, затем жилые модули, общественные зоны и, наконец, огромный агрокомплекс с фермами, имитирующими разные климатические зоны — от тундры до тропиков.

Железный тубус в океане
Художественная визуализация «Chrysalis» — гигантского ковчега, спроектированного для многопоколенной экспедиции к Альфе ЦентавраИсточник: Project Hyperion

Первые гостиницы на орбите

В ближайшем будущем строительство орбитальных баз перейдет в практическую плоскость.

Первой станет калифорнийская Vast Space. В начале 2027 года она запустит модуль Haven-1 на ракете SpaceX — первый частный космический отель для четырех человек. Компания уже привлекла более миллиарда инвестиций.

Еще одна коммерческая космическая станция — Orbital Reef («Орбитальный риф»). Ее разрабатывает компания основателя Amazon Джеффа Безоса Blue Origin. Проект позиционируется как первый «многофункциональный бизнес-парк» на низкой околоземной орбите.

Планируется, что Orbital Reef будет использоваться для научных исследований в условиях микрогравитации, промышленных экспериментов (например, 3D-печать органов), космического туризма, съемок фильмов. Запуск станции ожидается к 2027−2030 годам.

Человек на станции в космосе
Станция Orbital Reef откроет следующую главу в освоении космоса человеком, способствуя развитию бизнес-модели будущегоИсточник: Sierra Space | Defining the New Era of Space Defense Technology
Сегодня человечеству важнее научиться жить в гармонии с природой на земле и переосмыслить существующие города как пространство развития человека и сообществ. Подводные или орбитальные города могут оставаться лабораторией инженерных и архитектурных идей, но главный потенциал развития городской среды сегодня находится на поверхности планеты.
Марина Смоляренко
руководитель среды мышления «Новые города» Глобального университета Силы Сообществ

Технологии в действии: цифровые двойники, ИИ и многоуровневый город

Многие проекты подводных и орбитальных мегаполисов пока выглядят слишком футуристично и требуют серьезных доработок, но существуют технологии, доступные нам уже сегодня.

Российские ученые и инженеры создают разработки, которые уже меняют облик городов. Масштабный проект — цифровой двойник Москвы, виртуальная копия города, содержащая 9 тысяч аналитических слоев с данными. Система позволяет моделировать застройку, транспортные потоки и климатические условия.

Искусственный интеллект на основе заданных параметров создает комплексные модели с учреждениями и всей необходимой инфраструктурой.

Города, в которых мы живем сегодня, морально устарели — они были спроектированы под индустриальную эпоху. Сейчас мы находимся на переломе: COVID доказал, что ездить на работу не обязательно, а технологии позволяют моделировать город до того, как он построен. Это предиктивное планирование, которое исключает ошибки. Дальше — больше: генеративный искусственный интеллект начнет сам предлагать варианты планировки, делая города суперэффективными.
Егор Евланников
партнер архитектурного бюро LH47

Развиваются и ИИ-решения для городского управления. На портале «Цифровой регион» опубликовано 79 ИИ-решений из 57 регионов: в Татарстане нейросети помогают на 50% быстрее убирать улицы после снегопада, в Новосибирской области обрабатывают запросы граждан, высвобождая до 60% рабочего времени госслужащих.

Эпоха «плоских» городов заканчивается. Мы вступаем в эру объемной урбанизации, где понятие «этаж» будет применяться не только к небоскребам, но и к коре нашей планеты и толще Мирового океана.

Егор Евланников: «Следующий большой переворот произойдет, когда передвижение выйдет из одной плоскости. В Китае уже летают дрон-такси, Дубай планирует сделать 25% транспорта автономным к 2030 году. Это значит, что города будущего перестанут быть “плоскими” — они станут многомерными. Вы сможете использовать разные уровни: подземный, наземный и воздушный. При этом сам автомобиль как личная собственность уйдет в прошлое. Города начнут проектировать без привязки к личному авто — и это полностью изменит логику улиц и районов».

Футуролог Евгений Кузнецов подчеркивает необходимость создания городов, сочетающих высокую плотность и удобство передвижения с зелеными зонами, соответствующими биологическим потребностям человека. Он отвергает идеи о подводных, летающих и виртуальных городах, считая их развлечением, и акцентирует внимание на реальных технологиях, таких как многоуровневые города, в которых жилые, промышленные и рекреационные зоны распределены по разным уровням.

Поиск плотно живущего, но при этом имеющего большие, распределенные пространства, города ― главный технологический вызов. Возможно, это будут многоуровневые города, то есть города, которые будут состоять из очень высотных, больших зданий, в которых можно в буквальном смысле жить, перемещаясь между этажами и уровнями. Тут же, действительно, возникает потребность создавать летающий транспорт, летающие такси, которые, в общем-то, уже есть, но для них нужно еще апробация, регистрация, регламентация, отладка и потребность, чтобы это доступно. Переход к многоуровневым и городам ― длительный процесс, поэтому первые многоуровневые города мы увидим, наверное к 2050-м году в качестве пилотов.
Евгений Кузнецов
футуролог
Беспилотник будущего
Футуристический беспилотникИсточник: Freepick.com

Перенаселение и изменение климата ставят перед человечеством беспрецедентный вызов, требуя переосмыслить само понятие «город». Проекты вроде японской «Океанской спирали» или «Землескреба» в Мехико демонстрируют смелость инженерной мысли, готовой осваивать океанские глубины и земную кору. Одновременно с этим орбитальные станции нового поколения постепенно превращают космос не просто в место для вахты астронавтов, а в потенциальный дом для тысяч людей.

Однако, как показывает опыт цифровых двойников Москвы, будущее не нужно ждать — его фундамент закладывается уже сегодня. Мы стоим на пороге эры «объемной урбанизации», где города перестанут быть плоскими. Сочетание подземной инфраструктуры, беспилотного транспорта и искусственного интеллекта, управляющего целыми районами, позволит человечеству не просто выжить в условиях кризиса, но и выйти на новый виток развития, где границы обитания будут простираться от морского дна до далеких звезд.