Космический лифт между Землей и Луной может стать реальностью
Согласитесь, сегодня только ленивый не слышал о космическом лифте. Впервые идею подобного сооружения, которое поможет запускать грузы в космос без использования ракет, высказал основоположник отечественной космонавтики Константин Циолковский в 1895 году. Позже, в 1960 году, ленинградский инженер Юрий Арцутанов занялся разработкой этой идеи. Как и французский писатель Жюль Верн, написавший роман о путешествии человека на Луну в 1865 году, Циолковский и Арцутанов опередили свое время. Наши постоянные читатели знают, что создание космического лифта возможно и мы неоднократно об этом писали. Недавно ученые из Кембриджского и Калифорнийского университетов опубликовали исследование, результаты которого гласят, что новая конструкция возведения лифта способна значительно упростить космические путешествия.
Космический лифт уже давно описывается в романах писателей-фантастов
Что нужно знать о космическом лифте
Немудрено, что первыми идеей о подобном сооружении заинтересовались научные фантасты. Не секрет, что Чарльз Артур Кларк при написании романа «Фонтаны рая» приезжал за консультацией к Юрию Арцутанову в Ленинград. Конечно, не стоит забывать о том, что то было время расцвета научной фантастики и идей о покорении космоса.
Времена изменились. То, что казалось фантастикой в прошлом веке, век нынешний превращает в реальность. Наверняка вы читали о том, что ученые хотят построить космический лифт к 2050 году. И все же, давайте разберемся что представляет из себя так называемый космический лифт.
Больше интересных фактов о транспорте будущего можно найти на нашем канале в Яндекс.Дзен
В современном понимании идея космического лифта заключается в том, чтобы специальные автомобили доставляли людей и грузы на поверхность спутника нашей планеты. Для этого потребуется возвести на Луне орбитальную станцию. Основным компонентом этого транспортного средства должен стать прочный тросс, который будет протянут от поверхности Земли до Луны.
Так может выглядеть космический лифт в представлении художника
По мнению разработчиков японской компании Obayashi, которые заявили о намерении построить космический лифт в течение 30 лет, подобные перевозки будут обходиться намного дешевле, чем использование ракет. Ввиду экономической выгоды, идею космического лифта готовы поддержать многие.
Что предлагают ученые на этот раз
Движимые идеей об уменьшении стоимости космических путешествий, ученые предложили новый тип космического лифта — космическую линию. В своем исследовании ученые описывают, что космическая линия будет «привязана» к поверхности Луны, свисая на геостационарную орбиту вокруг Земли.
Удивительно реальным это предложение делает еще и то, что космическая линия может быть построена из уже существующих материалов, что повышает вероятность легких космических путешествий и, возможно, даже создание орбитальных поселений. Согласитесь, удобно. Ведь вместо того, чтобы запускать ракеты с орбиты, космонавтам нужно будет достичь конечной точки космической линии.
По мнению авторов исследования эта линия станет частью инфраструктуры, очень похожей на раннюю железную дорогу — перемещение людей и предметов пользования по ней намного проще и легче, чем то же путешествие в глубокий космос. Наземные космические лифты были бы слишком обременительны для любого существующего материала — сильное гравитационное притяжение Земли и скорость вращения нашей планеты привели бы к разрыву троса.
Возможный вид на Землю с космического лифта
Поэтому ученые полагают, что риск катастрофического коллапса снизится, если космическая линия будет привязана только к Луне. По мнению специалистов углеродные нанотрубки станут лучшим материалом для использования при строительстве. Следует отметить, что на данном этапе ученые не учитывали вероятность столкновения космического мусора на околоземной орбите с космической линией.
Обсудить эти и другие не менее смелые предположения ученых можно в нашем Telegram чате
Если идеи высказанные учеными удастся претворить в жизнь, в будущем человечество будет использовать комическую линию в качестве привязного устройства для орбитальных телескопов, исследовательских центров и других объектов, которые могут зависать в точке Лагранжа — на высоте, на которой расположена Луна, а Земля оказывает равную, но противоположную гравитационной силу.
Пока сложно сказать как все окажется на самом деле. Чем не пища для ума научных фантастов?
Источник
Последний этаж — Луна. Зачем нужен космический лифт и на чём он будет держаться
Если говорить именно о лунном, то, с одной стороны он будет прикреплён к нашей прекрасной спутнице, а с другой — нет, не к Земле. Не совсем к Земле. С нашей стороны он не будет прикреплён вообще. Спокойно!
Коллаж © LIFE. Фото © Shutterstock, © NASA
Ну так вот. Во-первых, чтобы не путаться, сначала давайте строить такой лифт, который из фантастических произведений. Из «Космической одиссеи» Артура Кларка, например. То есть лифт на орбиту.
Для этого мы с вами первым делом полетим и посмотрим, с чем мы имеем дело. Стартовая площадка у нас будет, наверное, в Конго, а может быть, в Бразилии — в общем, экватор нужен. Это очень важно. Оттуда поднимаемся на высоту 35 тысяч километров и становимся спутниками Земли. МКС, собственно, на высоте всего 408 километров обосновалась и тоже не падает, но нам сейчас туда не надо. А надо именно, как рассчитали, 35 тысяч 786 километров, потому что там очень интересно. Дело в том, что мы там будем вроде бы и лететь, а вроде и на том же месте оставаться. Очень просто: наша скорость будет равна скорости вращения Земли. Смотрите:
Это геостационарная орбита. По ту сторону Атлантики предпочитают говорить «орбита Кларка». Улавливаете? Вот что значит популяризатор науки. Почему-то не говорят «орбита Циолковского». Про Арцутанова вообще мало кто знает. А вот Кларк знал. Не мог не знать.
Итак, Константин Эдуардович Циолковский в 1895 году увидел Эйфелеву башню и мысленно, математически поднялся по ней над пошлым земным муравейником до высот, соответствующих его уму. В 1959 году Юрий Николаевич Арцутанов всё подробно рассчитал и опубликовал статью, называлась она «В космос — на электровозе». И ещё одна была, в журнале «Знание — сила», «В космос без ракет: новая идея космического старта». А в 1968 году выходит фильм Стэнли Кубрика «Космическая одиссея: 2001». Кстати, книгу Кларк написал чуть позже, на основе своего же сценария.
Концепция такая: протянуть суперпрочный трос от экватора до самой геостационарной орбиты и даже дальше. Он будет всегда натянут по одной простой причине: планета вертится, поэтому есть центробежная сила. В большинстве предложенных вариантов на том конце имеется противовес.
На данный момент надежды возлагаются на углеродные нанотрубки. Это такая структура из атомов углерода, которые складываются в трубу диаметром в несколько нанометров, то есть её можно увидеть только под мощным микроскопом. Эти трубки удаётся получать в печах из углеводородов и делать из них волокна. И волокна эти получаются такой прочности, что любая сталь позавидует. Кстати, у Кларка космический лифт построен из алмаза — тоже, вообще говоря, углерод. Самый твёрдый камень во Вселенной. Откуда, спрашиваете, такое богатство? А вы почитайте, там всё изложено. Ладно уж, проспойлерим: там в книге Юпитер, понимаете ли, взорвали, а тогда считалось, что его ядро — чудовищный алмаз величиной с Землю. Сейчас, правда, полагают, что это не есть факт, что там, скорее, железо, никель, какие-то вроде каменистые породы, но, в общем, ничего особо баснословного.
Но заметьте: мы без таких варварских методов сами похимичили с тем же углеродом и сделали материал, квадратный миллиметр которого может держать на себе тонну груза.
Дело всё в том, что, даже если эти нанотрубки выдержат всё, что мы на них взвалим, это ещё не совсем эврика: в режиме лифтов даже самых шикарных небоскрёбов мы будем подниматься на орбиту неделями, а на Луну (а туда мы сейчас с вами тоже поедем) — месяцами. Но физики сказали: а не надо ехать в обычном лифте. Космическому пристало работать на магнитной подвеске. Это примерно так: трос покрываем слоем сверхпроводника, то есть вещества с фантастическим даром проводить электрический ток. Что характерно, когда очень холодно, то этот дар проявляется у с виду непримечательных веществ, к примеру у свинца. Мы этот ток включаем, и трос создаёт магнитное поле, направленное куда нам надо, а надо сначала наверх, чтобы гравитацию одолеть, а потом, наоборот, вниз, чтобы немного всё-таки притормаживать и не улететь дальше положенного. И обратно, на Землю, возвращаемся по тому же принципу: сначала нас тянет вниз, когда же начнётся земная тяжесть, пригодится сила, толкающая к небу, потому что на ускорении свободного падения и расшибиться недолго.
Есть ещё один вариант. Его предложили в Институте прикладной математики имени Келдыша. Сделать не один трос, а целую конструкцию из многих таких верёвок. Получается такая Шуховская башня. С одной стороны, как-то спокойнее: даже если сразу несколько штук оборвутся, сам лифт не упадёт. А оборваться может: давайте вспомним, сколько наверху болтается разного мусора. В то же время и ехать подольше: кабины спокойно едут вместе с тросом до орбиты. две недели. Две недели в лифте.
Ситуация следующая: Луна на нас смотрит довольно печально, зато никогда от нас не отворачивается. А знаете, как это называется? Приливный захват. Это бывает всякий раз, когда спутник оказывается достаточно близко к планете или планета к звезде. К примеру, недавно открыли экзопланету у ближайшей к нам Проксимы Центавра, так там то же самое: она вращается вокруг себя с той же скоростью, что и вокруг звезды. Так что на одной стороне вечный день, а на другой — ночь. А где-нибудь в зоне терминатора всегда пять часов и пора пить чай. Терминатор — это граница света и тьмы на поверхности. Название фильма сразу приобретает особый смысл, правда?
Вот. С таким замечательным синхронным вращением, стало быть, лифт тоже не будет никуда уходить. А вот Земля всё время уходит. В том смысле, что она по-своему вращается и то Африкой поворачивается, то Латинской Америкой, то вообще океаном. Это не очень удобно, конечно. Поэтому решили сделать так, чтобы лифт начинался в стратосфере, на высоте 50 километров. Конечно, хорошо бы пониже, но никак нельзя: надо, чтобы атмосферы не было или почти не было. Только вдумайтесь: Земля вместе с нами и с воздухом монотонно поворачивается себе со скоростью 450 метров в секунду. На минуточку, скорость эта — сверхзвуковая. А теперь повесьте в воздухе кабину лифта или что угодно. Неподвижно. Если её будет обдувать с таким напором, она просто сгорит, как метеор.
Насчёт того, как лифт между Землёй и Луной будет стабилизирован, не извольте беспокоиться: физики уверяют, что гравитация обеих всё уравновешивает — одна тянет к себе, другая к себе. Получается перетягивание каната.
Позвольте, а как же мы будем, извините, в кабину садиться? На космоплане, очевидно, добираться надо. Это, кстати, уже не фантастика. Пожалуйста: Boeing X-37, высота полёта до 750 километров. Между прочим, российские проекты тоже были. Но это уже другая история.
Источник
Рогозин заявил о планах создать «лифт» на Луну «за колоссальные средства»
«Роскосмос» планирует создать универсальный посадочный модуль для доставки на Луну грузов с ее орбиты, заявил журналистам гендиректор госкорпорации Дмитрий Рогозин.
«Мы создадим универсальный лифт, который с окололунной станции сможет посадить нагрузку по заказу партнеров», — сказал Рогозин (цитата по ТАСС). Этот проект можно коммерциализировать «для оправдания колоссальных средств, которые потребуются на его реализацию», добавил глава «Роскосмоса».
Сколько займет разработка и реализация такого проекта, не уточняется.
Первый этап «дорожной карты» освоения Луны до 2040 года предполагает создание базового модуля станции на орбите спутника Земли, а второй — отправку на Луну космонавтов и появление там первых элементов базы.
Рогозин допустил, что для окололунной станции могут задействовать узловой модуль «Причал» и научно-энергетический модуль, которые изначально создавались для Международной космической станции (МКС). По словам главы «Роскосмоса», такая возможность обсуждается. Он отметил, что данные модули рассчитаны на 15–20 лет работы, тогда как срок службы МКС заканчивается в 2028 году.
Кроме того, сообщил Рогозин, в 2020 году «Роскосмос» протестирует одновитковую схему полета к МКС, которая должна занять два часа. В ракетно-космической корпорации «Энергия» в апреле говорили РБК, что реализовать подобную схему можно будет через «два-три года», а в будущем она может пригодиться для двухпусковых (предусматривается стыковка с околоземной станцией) полетов на Луну.
Источник
До Луны на лифте — уже почти реальность
Идея создания космического лифта до Луны не нова, подобную идею высказывал еще Циолковский в 1895 году. Это хоть и своеобразный, но вполне реальный безракетный способ доставки людей и грузов на орбиту Земли и дальше в космос.
Зачем?
- Космический лифт придется как раз кстати при строительстве базы на Луне — для доставки материалов. Это довольно сильно удешевит и ускорит процесс доставки. Стоимость реализации проекта составит миллиарды долларов, но это все равно почти на две трети дешевле, чем расходы топлива для ракет.
- Однозначным плюсом использования лифта вместо ракет является нулевое влияние лифта на экологию в отличие от запуска ракет, при котором выделяется огромное количество вредных веществ в атмосферу.
- Еще одно необычное и неочевидное применение — выбрасывать вредные отходы с Земли при помощи лифта. Скорость подъема груза у лифта около 60 км/с, и с такой скоростью мусор и полетит. Остается направить его к Солнцу, которое является огромной печкой, способной сжечь даже радиоактивные отходы.
Особенности конструкции
Конструкция обычного лифта знакома практически всем. Есть ли отличия у его «космического брата»?
В основе конструкции сверхпрочный трос. По расчётам он может быть толщиной с карандаш, изготовить его можно из современных углеродных полимеров. Но материал для троса пока не изобретен.
Трос предполагается протянуть от поверхности Земли к орбитальной станции в точке Лагранжа (где гравитационные силы Земли и Луны нейтрализуют друг друга), а потом и к Луне. На нем будет закреплен подъемник.
Действовать лифт будет следующим образом: трос фиксируется одним концом на поверхности Земли, а другим — в неподвижной точке выше геостационарной орбиты. Удерживает его центробежная сила.
Сложности реализации
Идея создания космического лифте насчитывает уже более столетия, однако до сих пор она не была реализована. Это достаточно сложный инженерный проект. Необходимо учитывать влияние погодных условий, силы тяжести, да и материал троса до сих пор не изобретен. Он должен служить в экстремальных условиях и не допустить, чтобы лифт рухнул под собственной тяжестью.
Чтобы избежать этих трудностей, есть предложения строить лифт не с Земли, а с Луны.
На сегодняшний день одна из японских строительных корпораций планирует создать космический лифт к 2050 году.
Источник