Проект Космический лифт

Платонов Александр Михайлович
Пока возможности планеты Земля далеко не исчерпаны для растущего ее населения и соответственно - потребления ресурсов и энергии, равно как и жизненного пространства, пригодного для жизни землян. Законы экономики и рыночные ориентиры спроса и предложения могут сыграть злую шутку над человечеством, не желающим заглядывать в отдаленное будущее с целью заранее решать будущие проблемы своих потомков. Одна из таких задач стоит уже достаточно остро - снижение стоимости вывода грузов в Космос с целью удешевить строительство будущих космических кораблей и баз на планетах Солнечной системы. Как обычно - гении опережают человечество в постановке проблем на многие годы и десятилетия. Впервые об этом проекте - если не считать мифов о Вавилонской башне, путешествиях барона Мюнхгаузена как о научно решаемой задаче заявил Циолковский - который в 1895 году опубликовал идею создания «орбитальной башни» в работе «Грезы о Земле и небе и эффекты всемирного тяготения".
Затем ее просчитал и модифицировал Ю;рий Никола;евич Арцута;нов (р. 1929) — советский инженер, родившийся в Ленинграде. Выпускник Ленинградского технологического института, известный как один из пионеров идеи тросового космического лифта.

В 1960 году он написал статью «В Космос — на электровозе», где он обсудил концепцию космического лифта как экономически выгодный, безопасный и удобный способ доступа к орбите для облегчения освоения космоса.

Арцутанов развил идею Константина Циолковского. Концепция Арцутанова была основана на связывании геосинхронных спутников кабелем с Землей. Он предложил использовать спутник в качестве базы, с которой можно построить башню, так как геосинхронный спутник останется над неподвижной точкой на экваторе

 До поры, до времени, однако, практический интерес к подобным идеям проявляли только писатели-фантасты. Так, в 1978 году Артур Кларк написал получивший широчайшую известность роман о «космическом лифте» – «Фонтаны рая», опубликованный в журнале «Техника – Молодёжи» в 1980 году. Кларк признавал первенство Арцутанова и даже дружил с ним. На тот момент не существовало материалов, отвечающих по прочности требуемым параметрам проекта.

В последние годы открытия в области материаловедения, в частности, разработка сверхпрочных углеродных нанотрубок, сделали эту идею куда более реалистичной. Несколько  лет подряд  НАСА даже проводило серию конкурсов среди вузов, компаний и отдельных энтузиастов по разработке концепции космического лифта и сопряженных с ней технологий.

Концепция космического лифта активно разрабатывается не только в США, но и в Японии. Японская компания «Обаяси» заявила о том, что намерена реализовать этот невероятно амбициозный проект. Уже к 2050 году  «Обаяси» планирует доставлять  грузы и, возможно, людей с Земли на околоземную орбиту, используя специальный трос.

Традиционный способ доставки грузов на орбиту очень дорог. Например, перевозка одного килограмма на шаттле, по оценке НАСА, стоит примерно 22 тысячи долларов. На российской одноразовой ракете-носителе «Протон» стоимость ниже: по некоторым оценкам, она составляет от одной до четырёх с половиной тысяч за килограмм. Но и это тоже недёшево. В свое время фантаст Артур Кларк полагал, что именно космический лифт должен стать альтернативой дорогим запускам ракет.


Конструкция такого невероятного сооружения будет основана на специальном тросе, сделанном из тонких и сверхпрочных углеродных нанотрубок.  В представлении «Обаяси», кабель сможет вытянуться в высоту до 96 000 километров или на одну четверть расстояния до Луны. По законам физики, центробежная сила вращения не даст упасть такому тросу, растягивая его по всей длине. Основание космического лифта находится на поверхности Земли, от него вверх тянется трос, по которому движется подъёмник с грузами или пассажирами, а на орбитальной станции расположен противовес, благодаря которому центр масс лифта находится над уровнем геостационарной орбиты. Подъемник будет скользить вдоль кабеля, вероятно, используя магнитные линейные двигатели в качестве двигательного средства.


Устройство сможет отвозить до 30 путников в кабине со скоростью 200 км/ч на высоту 36 000 километров за 7,5 дней. На такую высоту лифт будет поднимать туристов, а исследователи и специалисты смогут подняться до самого верха.  Пассажиры также смогут высадиться на станции, где будут жилые помещения, лабораторные корпуса.

От троса требуется чрезвычайная прочность на разрыв в сочетании с лёгкостью. Нагрузка на трос может превышать 100 000 кг/мм., так что материал для его изготовления должен обладать чрезвычайно высокой прочностью для устойчивости к растяжениям, и при этом очень низкой плотностью. Известно, что при увеличении длины кабеля (и при его натяжении) ни один из доселе известных легких материалов не останется целым. Оптимизм «Обаяси» построен на том, что материалом будут нанотрубки — крошечные цилиндрические структуры из углерода, впервые разработанные еще в 90-х годах. Углеродные нанотрубки по теоретическим расчётам представляются подходящим материалом. Если допустить пригодность их для изготовления троса, то создание космического лифта есть решаемая инженерная задача, хотя и требует использования передовых разработок и больших затрат. «Обаяси» является не единственной корпорацией, которая серьезно относится к этому проекту. Создание лифта оценивается в 7—12 млрд. долларов США.
По материалам Википедии.

Как видите - цена данного проекта также не самая заоблачная - для примера скажу что подводный ядерный ракетный крейсер, каких довольно много у США и России оцениваются (с вооружением) примерно в такую же сумму. Не говоря уже об эксплуатации - здесь лифт становится экономически эффективным за счет как коммерческой доставки грузов (например спутников) на орбиту, доставки модулей для сборки межпланетных кораблей и баз на других планетах, так и космического туризма. Интересно для меня было еще одно обстоятельство - приведу цитату:


"...Иная ситуация с разработкой идеи космического лифта в Японии. Страна славится наработками в области робототехники, а японский физик Сумио Иидзима считается пионером в области нанотрубок. Идея космического лифта здесь является чуть ли не национальной.

Японская компания Обаяши [Obayashi Company] клянётся к 2050 году представить работающий космический лифт. Руководитель компании, Йожи Ишикава [Yoji Ishikawa] рассказывает, что они работают с частными подрядчиками и местными университетами в целях улучшения существующей технологии получения нанотрубок.

Ишикава говорит, что хотя компания понимает всю сложность проекта, они не видят принципиальных препятствий для его осуществления. Также он считает, что популярность идеи космического лифта в Японии вызвана необходимостью наличия какой-то национальной идеи, сплачивающей людей на фоне тяжёлого экономического положения последней пары десятков лет.

Ишикава уверен, что хотя идея такого масштаба, скорее всего, может быть реализована только путём международного сотрудничества, Япония вполне может стать её локомотивом благодаря большой популярности космического лифта в стране..."

Вы надеюсь, поняли, что освоение Космоса - как национальная идея посетила не только меня - хотя рад уже тому - что изобрел этот велосипед самостоятельно - можете проверить по статье "Как я создал "Русскую национальную идею".http://www.proza.ru/2017/05/16/1581 И как я рад, что во всем Мире люди мыслят все более позитивно и масштабно, вместо того чтобы грызться из-за чужих кусков (ресурсов)  устремляя усилия в сторону бесконечных ресурсов Космоса. Наш проект "Русский Космос" - тоже международный и открытый. Вполне возможно, что будем дружить с японцами и сотрудничать в этих красивых и нужных проектах.
Следующая статья будет посвящена Проекту "Летающих городов". Скучно не будет точно!!!