Дорога к эре космического лифта

Именно под таким названием было опубликовано исследование, проведенное Международной академией астронавтики в 2019 году. Большая группа специалистов пришла к выводу, что строительство космических лифтов не только возможно, но и может оказаться значительно ближе к исполнению, чем считают сторонники традиционных методов звездоплавания.

Это произойдет благодаря ускорению в исследованиях макромасштабного монокристаллического графена – материала, превосходящего по прочности большинство современных нанотрубок. Ученые заявили, что страна, которая первой развернет космический лифт, получит выгоду в 95% стоимости внеземных аппаратов, и потенциально сможет контролировать всю космическую деятельность землян.

Идея космического лифта

Она была предложена в 1895 году русским ученым, всемирно признанным пионером космоса – Константином Циолковским. Вдохновленный постройкой Эйфелевой башней в Париже, Константин Эдуардович разработал идею веретенообразного кабеля, с «замком» в конце, который будет удерживаться на геосинхронной орбите, с высотой около 36 000 км.

Согласно теории, центробежной силы вращения Земли должно быть достаточно, для свободного горизонтального ускорения объекта по кабелю. Таким образом, космический корабль будет выводиться в космос, без дополнительных энергетических затрат. А достигнув вершины башни, будет иметь достаточную скорость, позволяющую оставаться на орбите.

Зачем это нужно?

Большая часть того, что делает космические путешествия непомерно дорогими, является ракетное топливо. И основной расход приходится именно на вывод корабля на орбиту и синхронизацию его со скоростью вращения Земли. Напомним, что доставка, например, 1 кг полезного груза на МКС обходится до 25 000 $. Обычно, более 90% массы ракеты составляет горючее, и только 10% приходится на все остальное.

Конечно, значительное удешевление может принести многоразовое использование космических аппаратов. Эта идея продолжает очаровывать энтузиастов. Ведь никому не приходит в голову утилизировать океанский лайнер, после выполнения первого рейса. Таким образом, SpaceX и многие другие компании разрабатывают новые механизмы, предназначенные для восстановления и повторного запуска ракет.

Однако, многие забывают, что программа «Шаттл» была направлена на постройку именно таких звездолетов. В ходе 30-летних опытов выяснилось, что технические работы, в конечном счете, обходятся если и не дороже строительства нового корабля, то, по крайней мере, сопоставимы по стоимости. И пусть строительство космического лифта может обойтись в достаточно серьезную сумму, но принесет огромную экономию в дальнейшем.

Концептуальные исследования

Теоретическая идея космического лифта выглядит очень привлекательно. Еще в 1966 оду четыре американских инженера, Бахус, Вайн, Бреднер и Айзекс вплотную занимались этой проблемой, работая над программой «Скай Хук». Они пытались определить, какой тип материала потребуется, для создания конструкции. К сожалению, на тот момент ни одно вещество не отвечало требуемым показателям.

После разработки углеродных нанотрубок в 1990-х годах, человечество сделало еще один шаг в направлении постройки лифта. Во всяком случае, инженер НАСА Дэвид Смитерман считал, что высокая прочность тросов из этого материала, может претворить идею в жизнь. Уже в 1992 году НАСА и Итальянское космическое агентство провело опыты в космосе, по использованию привязанных на тросе объектов, для определения градиента гравитации. Было доказано, что это, по крайней мере, вполне осуществимо.

Американский ученый Брэдли С. Эдвардс в 2000 г. значительно расширил концепцию. Он предложил методы развертывания конструкции, варианты преодоления влияния космического мусора, определил расходы на планирование и постройку внеземного подъемника. По мнению инженера, опорная станция лифта должна быть расположена в западной экваториальной части Тихого океана, что поможет избежать неблагоприятных погодных условий.

Все ближе к мечте

В 2008 году председатель Японской ассоциации космических лифтов оценил затраты на строительство подобного объекта в 8 миллиардов долларов. Многие специалисты не согласились с такими расчетами, полагая, что они будут значительно выше. В 2018 г. японцы сконструировали космический мини-лифт, как прототип более крупной структуры. В рамках миссии STARS-Me, они вывели на орбиту два CubeSats (формат миниатюрных спутников, весом в единицы килограммов), связанных между собой нанопроводом.

Итак, работы ведутся. И ведутся они достаточно успешно. Наиболее горячие головы, казалось бы, уже не сомневаются, что космический лифт будет построен в ближайшее время, и рассчитывают дополнительный разгон корабля с помощью «гравитационной рогатки» Юпитера, или строительства тросового подъемника над Марсом. Как бы безумно это ни выглядело, но, похоже, мы стоим на пороге новой эры завоевания вселенной.

Share on vk
Share on odnoklassniki
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on facebook
Share on twitter
>