Представьте себе огромный камень, вращающийся вокруг Земли. К нему прикреплен трос длиной порядка 10000 км. Специально сконструированные лифты поднимают и опускают по нему людей, груз.
Эта на первый взгляд бредовая идея, но ей довольно активно занимаются, вероятно, это связно с тем, что такой способ может полностью обеспечить все, что потребуется для космических путешествий. Резкое ускорение уже не требуется, также не нужны ни одноразовые ракеты, ни большое количество топлива.
Ключевыми элементами являются: трос, противовес и наземная станция.
Противовес требуется для обеспечения центра тяжести на геостационарной орбите.
Не станем вдаваться в подробности орбитальной техники, но по сути дела, трос в такой системе должен находиться в сравнительно натянутом состоянии, но не настолько, чтоб он разорвался; а противовес не смещаться относительно Земли, ибо трос будет наматываться на экватор, как нитка на клубок.
Можно придумать несколько способов, как сделать противовес: поймать астероид или собрать космический мусор, или сделать кабель такой длины, что он будет натянутым под собственной массой.
Сделать же трос остается, пожалуй, самой сложной проблемой. Единицы удельной мощности можно измерить в Юриях (1 Юрий = 1 Па*м3/кг). По разным оценкам, удельная прочность такого материала должна составить порядка 30-80 млн. Юриев. Титан имеет около 300 тыс. Юриев, Кевлар - 2,5 млн. Юриев. Значит обычные материалы нам не подходят. Наиболее перспективным материалом могут быть углеродные нанотрубки. Удельная прочность их без дефектов в микроструктуре может достигать 50-60 млн. Юриев, то есть их можно пробовать использовать в космическом тросе. Такие нанотрубки открыты сравнительно недавно, и их тяжело изготавливать. Самая длинная такая трубка на данный момент составляет полметра... Поэтому эта проблема сможет быть решена лишь в долгосрочной перспективе.
Если же сделать трос удастся, нужна еще базовая станция. Предлагается использовать подвижные морские платформы. При таком решении можно уходить от плохой погоды, изменять положение троса.
Также появляется вопрос о том, что нежелательно, чтобы такой лифт принадлежал только одной стране, иначе появится большой перекос в балансе сил. Лучше, чтобы такие средства доступа в космос были в общем владении.
По оценкам ученых, доставка груза в космос за 1 кг может составить менее 550 долларов, а сама доставка будет быстрой и безопасной.
По пути наверх можно будет ставить промежуточные станции, обслуживающие системы. Поднявшись на 500 км, мы попадаем на околоземную орбиту, где пролетают большинство спутников, поднявшись еще выше, мы попадаем на геостационарную орбиту, которая хорошо подходит для спутников связи. Можно забираться еще выше, где притяжение Земли слабеет, а дальше, оказавшись на конце камня и прыгнув выше, можно улететь в космос. Последнее может показаться забавным тем,кто смотрел "Звездный путь".
Если бы была возможность забраться куда угодно, просто поднявшись по тросу, дешевым могли бы стать и запуски тяжелых космических кораблей, и в целом исследование Солнечной системы стало бы куда проще, чем сейчас. Не стоит, конечно, забывать от том, что такой лифт - очень легкая мишень для террористов, космического мусора, в случае поломки или разрыва троса, можно снести тысячи действующих космических аппаратов с околоземной орбиты. Поэтому есть сторонники, для которых космический лифт - не такая уж и великолепная идея.