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.
