В настоящее время в космос можно отправиться только одним способом — на борту космического корабля, запускаемого с поверхности Земли при помощи ракеты-носителя. Это чрезвычайно дорого, опасно и таким путем могут воспользоваться лишь здоровые люди, прошедшие специальную подготовку. Альтернативой космическим кораблям и ракетам является космический лифт, конструкция из невероятно прочных тросов, связывающих поверхность Земли со специальной космической станцией, находящейся на очень высокой гелиостационарной орбите.
Идея космического лифта, струны, соединяющей поверхность Земли и космос, принадлежит Константину Циолковскому и датирована 1895 годом. С тех пор эта идея постоянно фигурирует в различных научных и научно-фантастических изданиях. Но, еще, ни разу не было предложено идеи космического лифта, не нуждающегося в двигателях для транспортировки груза на орбиту или на поверхность планеты. Исследования, частично финансируемые НАСА, проведенные учеными в области теоретической физики Леонардо Голубович (Leonardo Golubović) и Стивеном Кнудсеном (Steven Knudsen) из Университета Западной Вирджинии (West Virginia University), показали, что такое устройство вполне имеет право на жизнь, по крайней мере, с теоретической точки зрения.
Ученые ввели понятие Вращающегося Космического Лифта (Rotating Space Elevator, RSE), представляющего собой систему вращения гибкой струны, имеющей эллиптическую форму. В отличие от традиционного представления о космическом лифте (Linear Space Elevator, LSE), где струна находится в покое, струна RSE вращается с заданным периодом времени. В совокупности движение RSE можно рассматривать как суперпозицию двух геометрических узлов – его геосинхронное вращение вокруг Земли, которое имеет очень большой период, и вращение струнной системы, которая расположена перпендикулярно поверхности и имеет период вращения порядка 10 минут. Такая суперпозиция очень важна для системы RSE в целом, она снабжает энергией механизмы для подъема груза и придает лифту динамическую устойчивость.
Для начала функционирования RSE, механизм вращения придает струне лифта начальный вращающий момент. После этого RSE продолжает движение под влиянием центробежных сил, инерции и гравитации. Проведенное компьютерное моделирование доказало работоспособность подобной системы, груз, прикрепленный к RSE возле поверхности Земли был поднят на орбиту без использования каких-либо двигателей и источников энергии.
Из-за отсутствия технологий, требующихся для сооружения космических лифтов, они, эти лифты, так и остаются пока еще лишь предметом научной фантастики. Тем не менее, благодаря работе многочисленных групп ученых по всему миру, появление этих технологий ожидается в самом ближайшем времени и некоторые из компаний уже начинают планировать строительство космического лифта. К таким компаниям относится японская строительная компания Obayashi, представители которой объявили всему миру о планах строительства функционирующего космического лифта к 2050-му году.
Согласно предварительному проекту, космический лифт будет подниматься на высоту порядка 96 тысячи километров. Из-за такого большого расстояния и достаточно низкой скорости перемещения транспортных капсул по нитям лифта, путешествие в одну сторону займет около 7 суток. Но, с учетом того, что это время можно будет провести в достаточно комфортных условиях и в большей безопасности, нежели находясь в кресле космического корабля, поднимаемого ракетой носителем, таким способом путешествия в космос смогут воспользоваться даже обычные люди. А с экономической точки зрения доставка в космос людей и грузов при помощи космического лифта будет намного выгодней традиционного метода запуска ракет с поверхности планеты.
Как уже упоминалось выше, в мире пока еще отсутствуют некоторые технологии, которые сделают возможным воплощение идеи космического лифта в реальности. И самым главным препятствием к этому являлось отсутствие материала, из которого можно изготовить необычайно длинные, легкие и невероятно прочные тросы, способные выдерживать как нагрузки от перемещения транспортных капсул лифта, так и свой собственный вес, который при огромной длине троса будет весьма немалым.
Тем не менее, некоторые последние достижения в области нанотехнологий и разработки углеродистых материалов делают проект компании Obayashi достаточно реалистичным. "Мы уже имеем некоторые новые материалы, прочность которых в сто раз и более превосходит прочность стали при существенно меньшем удельном весе материала" — рассказывает Еджи Ишикава (Yoji Ishikawa), руководитель научно-исследовательского подразделения компании Obayashi, — "В настоящее время имеющиеся технологии позволяют нам производить углеродные нанотрубки, длиной до трех сантиметров. Из такого материала, к сожалению, невозможно сплести тросы большой длины. Но, по крайней мере мы на это рассчитываем, не позже 2030 года должны появиться технологии, при помощи которых можно будет получать нанотрубки или нечто подобное неограниченной длины, что позволит нам реализовать наши планы".
nnm.me
Комментариев нет:
Отправить комментарий