Космический лифт. Как, зачем, из чего

Автор: Олег Сивченко. Узнать замечательное слово «ретрофутуризм» и даже прочесть эту статью мне довелось уже в бытность активного существования хаброблога, когда под моим последним январским постом развернулась дискуссия об осуществимости и целесообразности воздвижения сферы Дайсона. Немного разочаровавшись реакцией на тот пост, я отложил в долгий ящик обзорную статью о технологии и применении космического лифта, но вот и она дождалась своего часа.

Во многом я нашел нужные мысли и слова, готовя материал о фуллеренах и, соответственно, освежив знания об углеродных нанотрубках. Поэтому вас ждет пост, категорически не относящийся к научной фантастике. Вступление

Автором идеи космического лифта является Константин Эдуардович Циолковский. В 1895 году, осматривая в Париже новенькую Эйфелеву башню, Циолковский задумался о том, насколько реально было бы построить башню высотой до геостационарной орбиты, чтобы доставлять по ней грузы прямо в космос.

Конструкция получалась практически неосуществимой: мало того, что ее основание на земле было бы сопоставимо по площади со всем Парижем, так и даже самая прочная сталь не выдержала бы такой нагрузки. Тем не менее, идею башни или мачты, выходящей прямо на орбиту, можно отнести к «невозможностям первого класса» в соответствии с парадигмой Мичио Каку: создание такой конструкции не противоречит законам физики, мы просто не владеем материалами и технологиями для осуществления проекта.

Следующая, вполне прикладная попытка подступиться к идее космического лифта была предпринята уже в СССР в 1960 году. 31 июля в воскресном приложении к «Комсомольской правде» вышла статья «В космос – на электровозе», написанная Юрием Николаевичем Арцутановым (1929 – 2019), в ту пору учившимся в аспирантуре Ленинградского технологического института. Тогда (третий год продолжаются космические запуски, но человек на орбите еще не бывал) Юрий Николаевич справедливо отметил, что космический полет на ракете не сможет стать массовым явлением, так как оказывает запредельные нагрузки на человеческий организм, а также требует тратить непозволительно много ресурсов и энергии на преодоление гравитации.

Поэтому, предположил Арцутанов, запуск ракет должен осуществляться с орбиты, там, где они с легкостью будут приобретать вторую космическую скорость и отправляться в нужном направлении. Для этой цели на орбите должен быть развернут «целый город с оранжереями, обсерваториями, гелиоэлектростанциями, мастерскими, складами горючего и взлетно-посадочными устройствами для межпланетных ракет».

Доставка людей и грузов на такую орбитальную станцию должна осуществляться по вертикальной трассе длиной 50–60 тысяч километров, так как для металлической конструкции такого размера примерно на высоте 42 тысячи километров центробежная сила (обусловленная орбитальным вращением Земли) станет примерно равна силе тяжести, под которой конструкция могла бы рухнуть на землю. Соответственно, такую конструкцию потребовалось бы составить из «наземной» несущей части, которая имеет переменную, увеличивающуюся толщину на пути к геосинхронной орбите, и из противовеса, который начинается на высоте порядка 42 000 километров и уравновешивает силу тяготения собственной центробежной силой.

Ажурную конструкцию подобной мачты Арцутанов предполагал снабдить железнодорожными путями, действующими по принципу маглева (поезда на магнитной подушке). Поезд должен был бы постепенно разгоняться до тех пор, пока не достигнет первой космической скорости, причем, гнать его вверх должно было исключительно магнитное поле. Горючее при этом бы не тратилось.

Здесь вкратце остановлюсь на практических соображениях, позволяющих осознать пользу и даже необходимость космического лифта.

Подробнее
Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4 (1 vote)
Источник(и):

Хабр