Россия уступает лифт в космос Америке

Идее создания лифта в космос – более 120 лет. Первым о замысле доставлять людей и грузы на орбиту Земли с помощью уникального подъемника высказался Константин Циолковский. Ученые в СССР, развивая концепции основоположника теоретической космонавтики, придавали особое значение разработкам различных вариантов космических лифтов и даже электропоездов. Сегодня же реализовать невероятные проекты собираются не в России, а в США.

Хорошо забытое старое

Лифт в космос
Лифт в космос

Идеи строительства башен с подъемниками для проникновения в ближайшее космическое пространство овладели умами ученых задолго до запуска первой ракеты. Основоположник теоретической космонавтики Константин Циолковский еще в 1895 году высказывал идеи создания космического лифта, способного доставлять людей и грузы на орбиту Земли. Однако расчеты ученого показали, что создание такого сооружения не представляется возможным ­– конструкция непременно разрушится под своей тяжестью. В то время такие проекты казались не просто фантастическими, но даже пугающими.

Схема космического лифта Константина Циолковского / Изображение - с сайта "Йод"
Схема космического лифта Константина Циолковского / Изображение – с сайта “Йод”

Однако через несколько десятков лет советский физик Георгий Покровский придумал инновационное, как ему казалось, решение – накачать башню высотой более ста километров водородом. Этот газ легче воздуха, а значит и давление на поверхность Земли и элементы сооружения в таком случае будет минимальным.

Покровский предлагал создать огромную пластиковую конструкцию конусообразной формы, диаметр основания которой равнялся бы ста километрам. При увеличении высоты давление воздуха снаружи будет падать гораздо быстрее, чем давление водорода внутри башни. Исследователь рассчитал, что на высоте 150 км давление водорода будет равняться четверти атмосферного давления у поверхности Земли, а, значит, на вершину сооружения можно поместить аппаратуру весом до 190 т.

Покровский не просто начертил проект на бумаге, но еще и придумал способ строительства этой массивной конструкции. Он предложил разложить пластмассу, из которой сделана башня, на земле глубокими кольцевыми складками и постепенно накачивать внутрь оболочки водород. Через некоторое время средняя часть начнет подниматься, увлекая за собой остальную конструкцию.

Второй предложенный Покровским вариант заключался в сооружении башни из концентрических дисков, которые бы раздвигались подобно подзорной трубе по мере подъема средней части в атмосферу.

«В конце концов шпиль сооружения взмывает кверху, и титаническое строительство заканчивается. Силы, действующие на отдельные элементы сооружения, взаимно уравновешиваются и обеспечивают тем его устойчивость. Специальные астрономические и астрофизические приборы без помех нацеливаются на космос», – описывается процесс строительства космического лифта в журнале «Техника молодежи» за 1959 год.

Также ученый предложил еще один проект башни, основное отличие которого состояло в том, что сооружение заполняли не водородом, а гелием. Это делало лифт менее опасным, а также позволяло подниматься внутри башни аэростатам, наполненным более легким водородом.

Основной целью строительства громадной конструкции Покровский видел необходимость изучения космического пространства. «Отсутствие более плотного воздуха на большой высоте не будет мешать работе самых мощных астрономических инструментов. Установив на вершине башни высотою более 100 км соответствующий астрономический прибор, можно было бы с огромной точностью наблюдать мельчайшие детали на поверхности Луны и даже Марса. Если на эти небесные тела будут направлены космические корабли, то можно наблюдать их спуск и ряд других важных деталей», – писали в «Технике молодежи».

Кроме того, на такой высоте возможно наблюдать не искаженные помехами рентгеновские лучи от Солнца и других космических тел, исследовать электрические и магнитные явления, а также изучать микрометеориты.

Электричка на орбиту

Несмотря на всю футуристичность идеи строительства космической башни, этот проект крепко засел в головах ученых, и уже в 1960 году, советский ученый Юрий Арцутанов, занимавший на тот момент должность аспиранта Ленинградского технологического института, публикует статью под названием «В космос – на электровозе». В ней автор описывает свою концепцию создания космического лифта, сравнивая его с обычной подмосковной электричкой.

«Осуществление этого проекта может сделать поездку в космическое пространство лишь немногим более сложной, чем сегодня поездка из Москвы до Можайска на пригородной электричке…», – пишет Арцутанов.

Аспирант хотел запустить на геосинхронную орбиту спутник, который относительно Земли висел бы на одном месте. Внутрь аппарата ученый задумал поместить тонкий трос, который спутник должен был спустить на Землю. Второй трос с противовесом он должен был выбросить в космическое пространство для уравновешивания. После того как конструкторы приняли бы трос на Земле, вверх по нему планировали запустить специальное устройство, которое в своей статье Арцутанов называет «пауком». Аппарат потащил бы за собой еще один трос, который нужно было закрепить на спутнике. В конечном итоге, между Землей и космическим аппаратом образовалось бы толстое переплетение из прочнейших «нитей». Внутрь них хотели вплести электрические провода и другие коммуникации, а по внешней части запустить поезд на магнитной подушке.

Трудно сказать, точно ли рассчитал свой проект Арцутанов, или у молодого ученого просто была бурная фантазия, но он очень подробно описывал, как пассажиры будущих космических поездов будут совершать рейсы «Земля-Космопорт».

«Спокойно, не спеша и не суетясь, займут пассажиры места в герметичных вагонах такого поезда. Ведь это не космическая ракета, взлет которой рассчитывается до долей секунды. Электровоз даст последний гудок, медленно наберет скорость и помчится в переплетении ажурных нитей вертикально вверх. Вот остался позади первый слой облаков. Все растет скорость движения… Позади и прозрачные стайки серебристых облаков — почти сотня километров отделяет поезд от Земли. Скорость все растет и растет: ведь уменьшатся сопротивление атмосферы. Сверкают на черном бархатом небе Космоса немигающие звезды», – мечтал аспирант.

Первая остановка, по его мнению, должна была располагаться на расстоянии пяти тысяч километров от Земли, где работала гелиоэлектростанция, получающая электричество из солнечного света. Дальше поезд вновь набирал ход и в течение нескольких часов двигался по своеобразным «рельсам», а затем снова тормозил и оказывался в точке равновесия центробежной силы и силы тяжести. Для дальнейшего движения вагонам уже не требовался двигатель – его относила от Земли центробежная сила.

Конечный пункт находился на самой вершине троса. Здесь располагался космопорт, где постоянно живут и работают люди, установлена научная аппаратура, то и дело швартуются и вновь «отплывают» космические корабли. После окончания рабочей недели, в пятницу, исследователи вновь садятся в поезд и спускаются с небес на Землю.

В конце своей статьи ученый подытоживает, что строительство космического лифта – дело далекого будущего, однако надеется, что оно начнется уже при его жизни.

Позже Арцутанов модифицировал свой проект – он понял, что фиксировать трос в определенной точке на Земле совершенно не обязательно, а затем продумал тросовую систему, в основе которой находилось огромное колесо. Такой агрегат должен был забрасывать космические корабли на высокую орбиту. Также ученый разработал похожие лифты для Луны и других планет.

Взгляд в будущее

Проекты по строительству лифтов в космос не потеряли актуальности и сегодня. В США с 2005 года даже проводят специальные соревнования среди разработчиков таких подъемников в двух номинациях: «лучший трос» и «лучший робот-подъемник». В первой категории участники должны предоставить жюри двухметровое кольцо из троса весом не более двух грамм. Затем его тестирует специальная техника, а разработчики самого прочного получают приз. Во второй номинации необходимо представить робота, который должен передвигаться по тросу со скоростью не менее двух метров в секунду.

Кроме этого, существует компания Liftport Group, которая в соревнованиях не участвует, но активно занимается разработкой космического лифта. Ранее представители этой организации заявляли, что смогут запустить систему уже в 2018 году, однако позже дата была изменена на 2031 год.

В августе 2015 года американское патентное бюро выдало канадской компании Thothx Technology Inc. право на разработку и строительство 20-километровой башни. На ее верхушке расположится стартовая площадка и заправочная станция для космических кораблей. По расчетам ученых, в таком случае для старта ракет потребуется на 30% меньше топлива, чем при запуске с земли.

space_elevator
Концепт-изображение космической башни Thothx Technology Inc. / Фото – с сайта “Йод”

Отдельные части башни планируют сделать надувными, а также установить на ней специальные маховики, которые будут раскручиваться ветром и вырабатывать электричество для работы станции. Учитывая, что на такой высоте ветер дует постоянно, перебоев с электроэнергией быть не должно.

Возможно, ученым действительно удастся воплотить в жизнь эти невероятные проекты, однако пока Thoth Technology Inc. не публикует информацию о сроках постройки космического лифта.

Автор – Евгений Костогоров, информационный портал “Йод”

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *