Наше будущее в космосе зависит от многих факторов. И важнейшие из них – финансирование новых исследований, обеспечение высокотехнологичных разработок и миссий. Мы должны изобретать новые инновационные способы выхода на орбиту. Они должны стать более эффективными. Ведь к нашему времени стало совершенно очевидно, что использование химических ракет – совершенно тупиковый путь для космонавтики. И для того, чтобы космос стал ближе и доступнее, нужно придумать что-то принципиально иное.
Возможность доставлять грузы на орбиту Земли и дальше, из нашего гравитационного колодца, всегда была одной из самых дорогостоящих задач для человечества. Чтобы доставить даже несколько килограммов чего-либо в космос, требуется огромное количество энергии. И, соответственно, топлива. До сих пор мы запускаем в космос большие ракеты, загруженные тоннами горючего. Они летят сквозь атмосферу и несут полезную нагрузку, которая просто смехотворна по сравнению с массой топлива и самой ракеты. И это, мягко говоря, крайне неэффективно.
Нужен космический лифт
Куда же двигаться дальше? Один из способов, который многие инженеры считают вполне жизнеспособной альтернативой, – это так называемый космический лифт. Конечно, это не лифты в общепринятом смысле этого слова. Хотя такое устройство действительно (в теории) способно перемещать объекты вверх и вниз. Однако более точно принцип его работы может описать железная дорога.
Космический лифт, если говорить упрощенно, представляет собой гигантский трос, который простирается от поверхности Земли до точки в космосе на высоте не менее 35 000 километров. На его космическом конце должна быть размещена некая космическая станция, которая будет действовать как противовес, находясь на геостационарной орбите. Сила вращения Земли будет удерживать такую станцию в одной точке за счет центробежной силы. Лифтовые «машины» будут перемещаться вверх и вниз по тросу с помощью электроэнергии. И смогут доставлять грузы и людей на орбиту и обратно.
Преимущество использования подобного устройства по сравнению с традиционной ракетной техникой будет многократным. Космический лифт может снизить стоимость отправки полезных грузов в космос не менее, чем в сто раз! Но помимо очевидной экономической эффективности, есть и еще одно очень важное преимущество – полет в космос станет намного безопаснее для людей, чем полет на ракете. Потому что он будет происходить гораздо медленнее. И не будет проблем с колоссальными перегрузками, которые могут нанести ущерб органическим или неорганическим грузам. Да и грузоподъемность, которую сможет обеспечить космический лифт, была бы намного большей, чем может предложить любая современная ракета.
Ну так в чем проблема? Давайте построим подобное чудо! И будем кататься на орбиту без всяких проблем!
Нужен прочный трос
Нет, друзья мои. Как и во многих гениальных идеях, и здесь есть нюанс. И это даже не огромные затраты, которые потребуются для разработки и создания космического лифта. Это материалы, из которых можно создать для него трос. В качестве таких материалов рассматриваются углеродные нанотрубки, карбид кремния, нитрид кремния и всякие нанопроволоки из диоксида кремния. Однако расчеты показывают, что все это никуда не годится. Лишь углеродные нанотрубки оставляют какую-то надежду. Но технологии их производства в промышленных масштабах пока нет. И когда она появится – неизвестно.
Но, предположим, что она появилась. Тогда, используя углеродные нанотрубки, трос толщиной всего 7 см будет способен перемещать 1000 тонн груза за сутки. Это вдвое больше, чем масса всей МКС, на сборку которой потребовалось более десяти лет! Дело за малым: удельная прочность, которую должен обеспечить такой трос, должна быть примерно в 75 раз больше, чем удельная прочность стальной проволоки!
Очевидно, что будущее космонавтики будет как-то связано с широким внедрением космических лифтов. Потому что других очевидных вариантов пока не просматривается. Ведь в конечном итоге космический лифт:
- предоставит нам более быстрые и дешевые способы доставки материалы и людей в космос;
- сделает строительство космических станций и поселений на Луне и Марсе гораздо более реальным и выполнимым в более короткие сроки;
- обеспечит более безопасный и надежный способ развития жизнеспособной индустрии космического туризма.
Это навскидку. Ну и не забываем об экологии, которая страдает при пуске каждой химической ракеты.
Космический лифт — это следующий большой в «скачок» в космонавтике. Который нам очень нужен! Так пожелаем же удачи инженерам, которые пытаются сделать фантастику реальностью!