Представьте: далеко-далеко, к западу от Галапагосских островов в океане дрейфует гигантская платформа, из которой в небо тянется черная лента. По ней, подгоняемые гигантским лазерным лучом, курсируют кабинки размером с микроавтобус. Сев в такую кабинку, уже через 15 минут вы увидите звезды, а доехав до последнего этажа, обнаружите, что преодолели четверть расстояния до Луны! Это не научная фантастика – профессор Брэд Эванс несколько лет назад получил грант от NASA на разработку прототипа первого космического лифта.

Появление идеи космического лифта

Придумал космический подъемник более века тому назад отец современной космонавтики Константин Циолковский. Он рассчитал, что спутник, находящийся на высоте 35786 км над землей будет облетать ее ровно за 24 часа, то есть для земного наблюдателя такой спутник будет казаться неподвижным. Его орбита проходит строго над экватором и называется геостационарной. Еще в 1895 году Циолковский предлагал прикрепить к такому спутнику верхушку колоссальной башни, чтобы с нее открылась дорога к звездам. Понятно, что для конца 19 века реализация таких проектов была совершенно невозможной, а сами они выглядели просто красивым парадоксом из области физики.

Космический лифт
«Игра» дизайнера космического лифта

Создать космический лифт на основе тонких тросов первым придумал ленинградский инженер Юрий Арцутанов, опубликовавший 31 июля 1960 года в газете «Комсомольская правда» статью «В космос – на электровозе» со всеми теоретическими расчетами. В США аналогичные идеи вынашивал молодой инженер военно-воздушных сил Джером Парсон – в 1975 г. он также обнародовал свои наброски возможных способов реализации фантастического проекта. Необычной системой заинтересовался известный американский фантаст Артур Кларк, написавший в 1979 году основанный на расчетах двух инженеров роман «Фонтаны рая».

Принцип работы

Идея космического лифта очень проста: тонкий трос закрепляется где-нибудь на экваторе земли, а на другом его конце, в космосе, помещается противовес, например орбитальная станция. Высота орбиты и вес станции рассчитываются таким образом, чтобы центр масс всей системы оказался на уровне геостационарной орбиты – тогда центробежная сила уравновесит притяжение Земли и трос будет всегда натянут строго перпендикулярно к земной поверхности. По тросу будет скользить кабина лифта, поднимающая в космос людей и грузы, а дальше уже на «обычных» ракетах можно лететь к другим планетам.

Кабина космического лифта
Кабина космического лифта

Однако сразу возникают две основные проблемы. Во-первых, выдержать трос в 100 тыс. км не сможет ни сталь, ни даже современные синтетические волокна типа кевлара. Вторая проблема: как подавать энергию к моторам лифта, ведь соединить ее с земной электростанцией проводами будет совершенно невозможно.
Артур Кларк в своем романе использовал некие алмазные волокна для изготовления троса и оказался не далек от истины. Возможность реализации проекта перестала казаться техническим абсурдом в 1991 году, когда японский инженер Сумио Иишима открыл микроскопические пленочки графита (т. зв. углеродные нанотрубки). Выяснилось, что изготовленная из них нить более чем в 100 раз прочнее стали.

углеродные нанотрубки
Углеродные нанотрубки

Задача питания электродвигателей кабины лифта также неожиданным образом разрешилась в начале 1990-х, когда физик-оптик Хелл Беннетт и ученый из NASA Джон Ратер, занимавшиеся созданием мощных лазеров, доказали возможность передачи мегаватт энергии на расстоянии тысяч миль. Сначала они думали использовать лазеры для питания космических спутников, но когда удалось построить первые работающие установки, по околоземным орбитам уже носились спутники с традиционными системами энергоснабжения, и тратить деньги на создание новых устройств никто не поспешил.
В общем, оставалось только собрать воедино все части головоломки. Этим занялся одаренный физик доктор Бредли Эдвардс, создатель и вдохновитель компании Highlift Systems из Лос-Аламоса. Добившись от NIAC гранта в $570000, он продолжил многообещающие исследования.

Существующие проекты космического лифта

Эдвардс предполагает поставить на экваторе, в восточной части Тихого океана, недалеко от Филиппин или Шри-Ланки, где гроз и штормов практически не бывает, платформу вроде тех, что используются для добычи нефти. На этой платформе будет укреплен нижний конец ленты из нанотрубок толщиной всего около 2 микрон и шириной порядка метра. Несмотря на длину в 100 тыс. км (можно дважды обмотать земной шар), вес этой сверхпрочной ленты составит всего 800 тонн. Передвигая плавучую базу, операторы смогут защищать ленту от космического мусора. Кабина будет подниматься со скоростью 200 км/ч, так что груз будет достигать орбиты за неделю. Одновременно на «дорожке» смогут висеть до 8 кабин с 13 тоннами груза в каждой.

 

Космический лифт на платформе
Космический лифт на платформе

С началом работы лифтов сильно упростятся путешествия к Луне и другим планетам – космический корабль с поверхности Земли можно будет поднять на лифте, а в космосе он отсоединится и отправится в свободный полет. Кстати, после постройки на Луне или Марсе аналогичного подъемника космические челноки смогут и причаливать к лифтам этих планет.
На строительство первого космического лифта уйдет 6,2 млрд. дол., зато каждый последующий будет стоить уже всего по паре миллиардов. После начала эксплуатации первого подъемника стоимость доставки груза на орбиту снизится с сегодняшних $10000 за килограмм примерно до $100. А потом и вовсе до 1 доллара.
Это открывает невиданные перспективы для космического туризма, возможно, даже для строительства 5-звездочных отелей на орбите Земли – по предварительным прикидкам, двухнедельный тур в космос обойдется где-то в 20 млн. дол., а короткая прогулка тысяч в сто, не больше. Более того, некоторые разработчики прогнозируют, что по мере развития проекта эта сумма может снизиться всего до $200 и полет на денек в космос станет популярным развлекательным мероприятием.

https://blogun.ru/bowercicbeig.html