Способность переносить массу с поверхности Земли на орбиту с невесомостью всегда была гигантским достижением: требуется огромное количество энергии, топлива и денег, чтобы доставить в космос даже несколько килограмм чего-либо. Мы запускали гигантские ракеты с крошечной полезной нагрузкой, и мы пытаемся запустить их с "центробежная рогатка".Кто знает. Что, если мы построим космический лифт?
Что такое космический лифт?
Конечно речь не о лифты в общепринятом смысле этого слова. Хотя космический лифт действительно может перемещать объекты вверх и вниз, более полезно думать о таком транспортном средстве 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 удержит этот очень длинный трос космического лифта натянутым, чтобы «машины» могли двигаться вверх и вниз? Сила вращения Земли, благодаря центробежной силе.
Каковы будут преимущества?
Преимуществ использования космического лифта по сравнению с традиционной ракетной техникой было бы много. Цена отправки массы в космос снизится с 10.000 100 долларов за килограмм до 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 рождаются в России - советский ученый 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 ученый, Юрий Арцутанов, чтобы в 1959 году придумать «растяжимую конструкцию», удерживаемую на месте благодаря центробежной силе.
Почему у нас его еще нет, спустя 130 лет после первой идеи? Помимо стоимости строительства такой конструкции, основным препятствием являются материалы, из которых можно построить невероятно длинный кабель. Углеродные нанотрубки, часто считающиеся лучшим вариантом, не являются единственными кандидатами: карбидные, нитридные и кремниевые нанопроволоки также находятся в разработке.
Как должен выглядеть космический лифт?
Текущие планы вращаются вокруг 6 разделов: наземная станция, кабель, противовес, космическая станция, «машины» и источник питания всей системы. Противовес должен быть размещен на дальнем конце троса, а сама станция должна быть в точке, где масса над ней равна массе под ней.
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 им. Маршалла из НАСА разработал официальный план.
Концептуальный космический лифт НАСА представляет собой конструкцию, которая простирается от поверхности Земли до геостационарной околоземной орбиты (ГСО) на высоте 35.786 50 км. Башня будет иметь высоту около XNUMX км, а к ее вершине будет привязан трос. Его центр масс будет находиться на орбите, заставляя всю конструкцию вращаться 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 прочность (мера напряжения/плотности, известная как паскали), необходимая для проволоки, будет составлять 30-40 миллиюр, или 30-40 миллионов паскалей: примерно в 75 раз больше удельной прочности 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 путешествия. В-третьих, культурный: нам нужно обучать новых ученых-космонавтов и ракетчиков и воспитывать новые поколения, чтобы они отказались от архаичной субкультуры, согласно которой «полет в космос не решает никаких проблем на Земле».
Космический лифт — это следующий большой «прыжок», который нам нужен. И, возможно, при соответствующем финансировании и научных усилиях это могло бы стать реальностью раньше, чем ожидалось.
