Возможность доставить массу с поверхности Земли на орбиту в условиях невесомости всегда была гигантским достижением: требуется огромное количество энергии, топлива и денег, чтобы доставить в космос хотя бы несколько килограммов чего-либо. Мы запустили гигантские ракеты с крошечной полезной нагрузкой и пытаемся запустить их с помощью «центробежная рогатка«. Может быть. Что, если мы построим космический лифт?
Что такое космический лифт?
Конечно речь не о лифты в общепринятом понимании этого слова. Хотя космический лифт действительно может перемещать объекты вверх и вниз, полезнее думать о таком корабле, как о железной дороге.
По сути, космический лифт будет представлять собой гигантский соединительный кабель, идущий от земли на высоте от 35.000 100.000 до 22.000 62.000 километров (XNUMX XNUMX–XNUMX XNUMX миль) над Землей к орбитальной космической станции, которая будет служить противовесом.
И что могло бы удерживать этот очень длинный трос космического лифта натянутым, позволяя «машинам» подниматься и опускаться? Сила вращения Земли, благодаря центробежной силе.
Каковы будут преимущества?
Преимущества использования космического лифта перед традиционной ракетной техникой будут многочисленными. Цена отправки массы в космос упадет с 10.000 100 долларов за килограмм до всего лишь XNUMX долларов.
Космический лифт предложит правительствам и предприятиям гораздо более быстрый способ доставки людей и товаров в космос.
Это значительно упростит и ускорит строительство космических станций и поселений на Луне и Марсе.
Это обеспечит более безопасный и надежный маршрут для индустрия туризма прибыльное пространство.
Это поможет принести больше энергии на Землю, снизив затраты на запуск и испытания. солнечные зеркала и станции для отправки энергии из космоса.
Наконец, безопасность. Несколько неизвестных: путешествие будет медленнее, но без стрессов, подобных нынешним. И с гораздо большей грузоподъемностью.
Как возникла идея космического лифта?
Истоки идеи берут начало в России: советский учёный Константин Циолковский (один из крестные отцы ракетостроения вместе с Годдардом и Обертом) впервые заговорил об этом еще в 1895 году. Его предложение, по сути, представляло собой башню, построенную так высоко, чтобы достигать космического пространства.
Спустя более 60 лет, еще в России, родилась современная идея космического лифта. Это был другой учёный, Юрий Арцутанов, чтобы в 1959 году создать «растяжимую конструкцию», удерживающуюся на месте благодаря центробежной силе.
Почему у нас его еще нет, спустя 130 лет после первой идеи? Помимо затрат на строительство такой конструкции, основным препятствием являются материалы, из которых можно построить невероятно длинный кабель. Углеродные нанотрубки, которые часто считаются лучшим вариантом, не являются единственными кандидатами: карбидные, нитридные и кремниевые нанопроволоки также рассматриваются.
Как должен выглядеть космический лифт?
Текущие планы вращаются вокруг 6 разделов: наземная станция, кабель, противовес, космическая станция, «машины» и источник питания для всей системы. Противовес должен быть размещен на дальнем конце троса, а сама станция должна находиться в такой точке, где масса над ним равна массе внизу.
Источники энергии, представленные в качестве направляющих для вагонов? Смесь лазеров и солнечных батарей, но некоторые также предполагают термоядерные реакторы.
С помощью космического лифта автомобили могли бы доставлять людей и товары на орбитальную космическую станцию, помогать спутникам и зондам выходить на орбиту или отправляться в гораздо более отдаленные места, например на Луну. Марс, пояс астероидов и не только.
Уже есть официальные планы?
Управление перспективных проектов Центра космических полетов Маршалла из НАСА разработал официальный план.
Концептуальный космический лифт НАСА представляет собой конструкцию, которая простирается от поверхности Земли до геостационарной орбиты Земли (GEO) на высоте 35.786 50 км. Башня будет иметь высоту около XNUMX км с кабелем, привязанным к вершине. Его центр масс будет находиться на орбите, чтобы вся конструкция вращалась синхронно с вращением Земли. По кабелю электромагнитные транспортные средства будут перевозить людей, полезные грузы и энергию между космосом и Землей.
Используя углеродные нанотрубки, кабель толщиной всего 7 см сможет перемещать 1.000 тонн груза всего за один день. Нам понадобилось более 10 лет, чтобы собрать МКС, которая весит столько же.
Согласно анализу Spaceward Foundation, что я ссылаюсь на вас здесь, удельная сила (мера напряжения/плотности, известная как Паскаль), необходимая для кабеля, будет составлять 30-40 миллиЮрис, или 30-40 миллионов Паскалей: примерно в 75 раз больше удельной силы стальной проволоки.
Будущее… Космос
Наше будущее в космосе зависит от трех решающих факторов. Во-первых, экономический: (неплохо было бы избавиться от оружия и увеличить средства на исследования и разработки миссии). Во-вторых, творческий: Нам нужны новые и более эффективные способы выхода на орбиту и путешествий. В-третьих, культурный: нам необходимо обучать новых ученых-космонавтов и ракетчиков, а также обучать новые поколения отказу от архаичной субкультуры, согласно которой «выход в космос не решает никаких проблем на Земле».
Космический лифт — это следующий большой «скачок», который нам нужен. И, возможно, при соответствующем финансировании и научных усилиях это могло бы стать реальностью раньше, чем ожидалось.
