Мы уже сегодня можем создать космический лифт (только его нужно будет свесить с Луны)

Космические ‎лифты‏ ‎могут ‎кардинально ‎уменьшить ‎стоимость ‎выхода‏ ‎в ‎космос,‏ ‎однако‏ ‎до ‎сего ‎момента‏ ‎они ‎не‏ ‎были ‎технически ‎реализуемыми

Возможно, ‎главнейшим‏ ‎препятствием‏ ‎на ‎пути‏ ‎распространения ‎человечества‏ ‎по ‎солнечной ‎системе ‎служит ‎запредельно‏ ‎высокая‏ ‎стоимость ‎выхода‏ ‎из ‎гравитационного‏ ‎колодца ‎Земли. ‎Так, ‎по ‎крайней‏ ‎мере,‏ ‎считают‏ ‎Зефир ‎Пенуар‏ ‎из ‎Кембриджского‏ ‎университета ‎в‏ ‎Британии‏ ‎и ‎Эмили‏ ‎Сэндфорд ‎из ‎Колумбийского ‎университета ‎в‏ ‎Нью-Йорке.

Проблема ‎в‏ ‎том,‏ ‎что ‎ракетные ‎двигатели‏ ‎должны ‎выбрасывать‏ ‎массу ‎в ‎одном ‎направлении,‏ ‎чтобы‏ ‎получать ‎тягу,‏ ‎двигающую ‎космический‏ ‎корабль ‎в ‎другом. ‎И ‎для‏ ‎этого‏ ‎требуется ‎огромное‏ ‎количество ‎топлива,‏ ‎которое ‎в ‎итоге ‎выбрасывают ‎–‏ ‎но‏ ‎которое‏ ‎тоже ‎нужно‏ ‎ускорять ‎вместе‏ ‎с ‎кораблём.

В‏ ‎итоге‏ ‎стоимость ‎вывода‏ ‎на ‎орбиту ‎единственного ‎килограмма ‎полезного‏ ‎груза ‎колеблется‏ ‎где-то‏ ‎в ‎районе ‎десятков‏ ‎тысяч ‎долларов.‏ ‎Долететь ‎до ‎Луны ‎и‏ ‎обратно‏ ‎будет ‎ещё‏ ‎дороже. ‎Поэтому‏ ‎все ‎очень ‎заинтересованы ‎в ‎поисках‏ ‎более‏ ‎дешёвого ‎способа‏ ‎выйти ‎на‏ ‎орбиту.

Одна ‎из ‎идей ‎заключается ‎в‏ ‎постройке‏ ‎космического‏ ‎лифта ‎–‏ ‎кабеля, ‎протянувшегося‏ ‎с ‎Земли‏ ‎на‏ ‎орбиту, ‎по‏ ‎которому ‎можно ‎было ‎бы ‎вскарабкаться‏ ‎в ‎космос.‏ ‎Преимущество‏ ‎его ‎в ‎том,‏ ‎что ‎процесс‏ ‎перемещения ‎по ‎кабелю ‎можно‏ ‎будет‏ ‎питать ‎солнечной‏ ‎энергией, ‎поэтому‏ ‎топливо ‎с ‎собой ‎тащить ‎не‏ ‎потребуется.

Но‏ ‎и ‎тут‏ ‎есть ‎проблема.‏ ‎Подобный ‎кабель ‎должен ‎быть ‎чрезвычайно‏ ‎прочным.‏ ‎Потенциальным‏ ‎материалом ‎для‏ ‎него ‎могли‏ ‎бы ‎стать‏ ‎углеродные‏ ‎нанотрубки, ‎если‏ ‎бы ‎их ‎можно ‎было ‎сделать‏ ‎достаточно ‎длинными.‏ ‎Но‏ ‎существующие ‎сегодня ‎варианты‏ ‎материалов ‎пока‏ ‎ещё ‎слишком ‎непрочные.

И ‎тут‏ ‎на‏ ‎сцену ‎выходят‏ ‎Пенуар ‎и‏ ‎Сэндфорд, ‎подошедшие ‎к ‎идее ‎с‏ ‎другой‏ ‎стороны. Они ‎утверждают,‏ ‎что ‎их‏ ‎вариант ‎космического ‎лифта, ‎который ‎они‏ ‎называют‏ ‎космическим‏ ‎тросом, ‎можно‏ ‎сделать ‎из‏ ‎материалов, ‎доступных‏ ‎уже‏ ‎сегодня.

Сначала ‎немного‏ ‎контекста. ‎Обычно ‎космический ‎лифт ‎представляют‏ ‎себе ‎в‏ ‎виде‏ ‎кабеля, ‎закреплённого ‎на‏ ‎земле, ‎и‏ ‎простирающегося ‎за ‎пределы ‎геосинхронной‏ ‎орбиты, на‏ ‎высоту ‎около‏ ‎42 ‎000‏ ‎км.

Масса ‎такого ‎кабеля ‎будет ‎значительной.‏ ‎Поэтому‏ ‎его ‎нужно‏ ‎сбалансировать, ‎закрепив‏ ‎на ‎другом ‎конце ‎соответствующую ‎массу.‏ ‎В‏ ‎итоге‏ ‎лифт ‎будет‏ ‎поддерживать ‎центробежная‏ ‎сила.

Уже ‎много‏ ‎лет‏ ‎физики, ‎авторы‏ ‎фантастической ‎литературы ‎и ‎мечтатели ‎восторженно‏ ‎подсчитывали ‎величины‏ ‎этих‏ ‎сил, ‎только ‎чтобы‏ ‎затем ‎прийти‏ ‎в ‎уныние ‎от ‎результатов.‏ ‎Нет‏ ‎ни ‎одного‏ ‎достаточно ‎прочного‏ ‎материала, ‎способного ‎противостоять ‎им ‎–‏ ‎ни‏ ‎паутина, ‎ни‏ ‎кевлар, ни ‎новомодные‏ ‎углепластики.

Поэтому ‎Пенуар ‎и ‎Сэндфорд ‎избрали‏ ‎другой‏ ‎подход.‏ ‎Вместо ‎того,‏ ‎чтобы ‎крепить‏ ‎кабель ‎на‏ ‎Земле,‏ ‎они ‎предлагают‏ ‎закрепить ‎его ‎на ‎Луне ‎и‏ ‎свесить ‎в‏ ‎направлении‏ ‎Земли.

Космический ‎лифт ‎на‏ ‎космическом ‎тросе



Разницу‏ ‎обуславливают ‎центробежные ‎силы. ‎Обычный‏ ‎космический‏ ‎лифт ‎должен‏ ‎совершать ‎один‏ ‎оборот ‎в ‎день, ‎в ‎соответствии‏ ‎с‏ ‎вращением ‎Земли.‏ ‎Однако ‎лунный‏ ‎трос ‎совершал ‎бы ‎один ‎оборот‏ ‎всего‏ ‎раз‏ ‎в ‎месяц‏ ‎– ‎это‏ ‎гораздо ‎меньшая‏ ‎скорость,‏ ‎и, ‎соответственно,‏ ‎меньшие ‎силы.

Более ‎того, ‎силы ‎распределяются‏ ‎по-другому. ‎Протянутый‏ ‎с‏ ‎Луны ‎к ‎Земле‏ ‎трос ‎пройдёт‏ ‎через ‎точку ‎в ‎пространстве,‏ ‎в‏ ‎которой ‎притяжение‏ ‎Земли ‎и‏ ‎Луны ‎компенсируют ‎друг ‎друга.

Это ‎т.н.‏ ‎точка‏ ‎Лагранжа, и ‎она‏ ‎становится ‎главной‏ ‎особенностью ‎космического ‎троса. ‎Ниже ‎её,‏ ‎т.е.,‏ ‎ближе‏ ‎к ‎Земле,‏ ‎гравитация ‎притягивает‏ ‎трос ‎к‏ ‎планете.‏ ‎Над ‎ней,‏ ‎ближе ‎к ‎Луне, ‎гравитация ‎тянет‏ ‎трос ‎ближе‏ ‎к‏ ‎лунной ‎поверхности.

Пенуар ‎и‏ ‎Сэндфорд ‎быстро‏ ‎показывают, ‎что ‎если ‎протянуть‏ ‎кабель‏ ‎от ‎Луны‏ ‎до ‎поверхности‏ ‎Земли, ‎то ‎воздействие, ‎которое ‎будет‏ ‎оказывать‏ ‎на ‎него‏ ‎Земля, ‎станет‏ ‎слишком ‎большим ‎для ‎любых ‎существующих‏ ‎сегодня‏ ‎материалов.‏ ‎Однако ‎трос‏ ‎не ‎обязательно‏ ‎тянуть ‎до‏ ‎поверхности‏ ‎планеты ‎для‏ ‎того, ‎чтобы ‎он ‎стал ‎приносить‏ ‎пользу.

Главный ‎результат‏ ‎исследователей‏ ‎состоит ‎в ‎том,‏ ‎что ‎они‏ ‎показали ‎– ‎прочные ‎современные‏ ‎материалы,‏ ‎типа ‎углепластика‏ ‎Zylon, могут ‎выдержать‏ ‎силы, ‎действующие ‎на ‎кабель, ‎протянутый‏ ‎от‏ ‎Луны ‎до‏ ‎геосинхронной ‎орбиты.‏ ‎Далее ‎они ‎предполагают, ‎что ‎устройство,‏ ‎доказывающее‏ ‎принципиальную‏ ‎работоспособность ‎проекта,‏ ‎можно ‎сделать‏ ‎в ‎виде‏ ‎кабеля‏ ‎толщиной ‎в‏ ‎карандашный ‎грифель, ‎и ‎свесить ‎с‏ ‎Луны ‎за‏ ‎несколько‏ ‎миллиардов ‎долларов.

Цель ‎амбициозная,‏ ‎однако, ‎по‏ ‎сравнению ‎с ‎текущими ‎космическими‏ ‎миссиями‏ ‎– ‎не‏ ‎запредельная. ‎“Протянув‏ ‎трос, ‎закреплённый ‎на ‎Луне, ‎в‏ ‎гравитационный‏ ‎колодец ‎Земли,‏ ‎мы ‎можем‏ ‎построить ‎стабильный ‎кабель, ‎позволяющий ‎передвигаться‏ ‎от‏ ‎точки,‏ ‎лежащей ‎недалеко‏ ‎от ‎Земли,‏ ‎к ‎поверхности‏ ‎Луны”,‏ ‎– ‎сказали‏ ‎Пенуар ‎и ‎Сэндфорд.

Экономия ‎была ‎бы‏ ‎грандиозной. ‎“Проект‏ ‎уменьшил‏ ‎бы ‎количество ‎топлива,‏ ‎необходимого ‎для‏ ‎достижения ‎Луны, ‎в ‎три‏ ‎раза”,‏ ‎– ‎говорят‏ ‎они.

А ‎также‏ ‎открыл ‎бы ‎для ‎изучения ‎совершенно‏ ‎новый‏ ‎участок ‎космоса‏ ‎– ‎точку‏ ‎Лагранжа. ‎Она ‎интересна ‎тем, ‎что‏ ‎в‏ ‎ней‏ ‎и ‎гравитация,‏ ‎и ‎градиент‏ ‎гравитации ‎равны‏ ‎нулю,‏ ‎благодаря ‎чему‏ ‎в ‎ней ‎безопасно ‎заниматься ‎строительством.‏ ‎Градиент ‎гравитации‏ ‎на‏ ‎низкой ‎околоземной ‎орбите‏ ‎делает ‎эту‏ ‎орбиту ‎гораздо ‎менее ‎стабильной.

“Если‏ ‎уронить‏ ‎с ‎МКС‏ ‎инструмент, ‎он‏ ‎будет ‎с ‎ускорением ‎двигаться ‎от‏ ‎вас,‏ ‎– ‎пишут‏ ‎Пенуар ‎и‏ ‎Сэндфорд. ‎– ‎В ‎точке ‎Лагранжа‏ ‎градиентом‏ ‎гравитации‏ ‎практически ‎можно‏ ‎пренебречь. ‎Выроненный‏ ‎инструмент ‎останется‏ ‎рядом‏ ‎с ‎рукой‏ ‎гораздо ‎дольше”.

Также ‎в ‎этом ‎регионе‏ ‎почти ‎нет‏ ‎обломков.‏ ‎“Предыдущие ‎миссии ‎практически‏ ‎не ‎затрагивали‏ ‎точку ‎Лагранжа, ‎а ‎проходящие‏ ‎через‏ ‎неё ‎орбиты‏ ‎хаотичны, ‎что‏ ‎значительно ‎уменьшает ‎количество ‎метеоритов”, ‎–‏ ‎говорят‏ ‎они.

По ‎этим‏ ‎причинам ‎Пенуар‏ ‎и ‎Сэндфорд ‎утверждают, ‎что ‎обеспечение‏ ‎доступа‏ ‎к‏ ‎точке ‎Лагранжа будет‏ ‎одним ‎из‏ ‎главных ‎преимуществ‏ ‎космического‏ ‎троса. ‎“Мы‏ ‎считаем, ‎что ‎колония ‎в ‎точке‏ ‎Лагранжа ‎станет‏ ‎важнейшим‏ ‎и ‎самым ‎влиятельным‏ ‎результатом ‎для‏ ‎начала ‎использования ‎космического ‎троса‏ ‎(и‏ ‎исследования ‎космоса),‏ ‎– ‎говорит‏ ‎они. ‎– ‎Такая ‎база ‎позволит‏ ‎создавать‏ ‎и ‎поддерживать‏ ‎новое ‎поколение‏ ‎космических ‎экспериментов. ‎Можно ‎представить ‎себе‏ ‎телескопы,‏ ‎ускорители‏ ‎частиц, ‎детекторы‏ ‎гравитационных ‎волн,‏ ‎виварии, ‎электростанции‏ ‎и‏ ‎точки ‎запуска‏ ‎миссий ‎по ‎всей ‎Солнечной ‎системе”.

Эта‏ ‎интересная ‎работа‏ ‎обеспечивает‏ ‎новый ‎взгляд ‎на‏ ‎идею ‎космического‏ ‎лифта. ‎Недорогие ‎путешествия ‎к‏ ‎точке‏ ‎Лагранжа, ‎Луне‏ ‎и ‎другим‏ ‎местам ‎могут ‎стать ‎значительно ‎дешевле‏ ‎и‏ ‎доступнее.