Пусковая петля предназначена для неракетных запусков космических аппаратов массой до 5 тонн в космическое пространство.
Проект предложен Кейтом Лофстромом в ноябре 1981г.
Конечно, проект поражает грандиозностью. Длина конструкции петли - свыше 2000 км, высота ее наиболее высоких частей - свыше 80 км.
В основе петли лежит проводящий шнур, замкнутый в кольцо и проведенный на огромную длину внутри вакуумной трубы. Во избежание соприкосновения шнура с стенками трубы, он подвешен в ней при помощи магнитной левитации.
Мощные линейные электромагнитные двигатели, расположенные на земле, разгоняют шнур до скорости в 14-15 км/с внутри трубы. Момент инерции вращающегося шнура стремится придать конструкции круглую форму, но этому мешают крепления, удерживающие часть трубы (в которой двигается шнур) на Земле.
Зато другая часть - свободная - под действием энергии вращающегося шнура поднимается вверх. Огромная энергия, накопленная в вращающемся на магнитной подвеске шнуре, поднимает всю конструкцию до тех пор, пока не появляется грандиозная система - петля, часть которой лежит на земле, а часть - поднята на высоту 80 км и удерживается на ней за счет тросовых креплений.
Разгон транспортного средства осуществляется на плоском участке кабеля, который находится за пределами плотной атмосферы. Чтобы произвести запуск груза, его поднимают на высоту около 80 км и устанавливают на одном из концов идущего параллельно Земле 2000-километрового участка петли. Создаваемые разгонным блоком груза магнитные поля взаимодействуют с магнитным полем в проводнике и за счет возникающих вихревых токов - ускоряют груз до 3 g, до тех пор, пока он не наберет нужной орбитальной скорости. После чего, при помощи небольшого ракетного двигателя груз отделяется и выходит на нужную орбиту.
Теоретическое время между запусками ограничено временем охлаждения ротора. Считается, что оптимальный темп запуска составляет до 35 контейнеров в сутки, при котором на обслуживание петли требуется около 300 МВт энергии.
Достоинства проекта:
- Проект полностью реализуем. Все компоненты петли Лофстрома могут быть созданы в настоящее время.
- Система спроектирована так, чтобы обеспечить запуски космических туристов, а также имеет целью освоение космоса и космическую колонизацию, обеспечивая относительно мягкий уровень перегрузки, равный всего 3g. Это ускорение является безопасным, подавляющее большинство людей способны его выдержать.
- Ожидается, что пусковая петля сможет обеспечить высокий темп запусков (несколько пусков за час, вне зависимости от погоды).
- Система практически не будет загрязнять окружающую среду. При ракетном запуске образуются загрязнения в виде нитратов из-за высокой температуры выхлопных газов, и в зависимости от вида топлива могут выделяться парниковые газы. Пусковая петля, как разновидность электрической силовой установки, является экологически чистой, она может работать от любого источника энергии: геотермального, ядерного, солнечного, ветрового или любого другого, даже непостоянного типа, так как система имеет огромный встроенный накопитель энергии.
- Пусковая петля будет работать тихо, в отличие от ракет она не будет оказывать никакого шумового воздействия.
Недостатки проекта:
- Огромная стоимость проекта - от 10 до 30 миллиардов долларов.
- Раскрученная петля будет запасать огромное количество кинетической энергии. Поскольку система магнитной подвески будет обладать большой избыточностью, сбой на небольшом участке не повлияет на работоспособность системы. Но если случится значительное разрушение конструкции, произойдёт выделение всей запасённой энергии (1500ТДж), которая эквивалентна взрыву атомной бомбы, мощностью 350 килотонн в тротиловом эквиваленте (правда, без излучения радиации). Поэтому для обеспечения безопасности и по астродинамическим причинам, пусковую петлю нужно будет устанавливать над океаном в районе экватора, вдали от населённых пунктов.
- Поворотные секции потенциально неустойчивы, поскольку движение ротора по направлению от магнитов приводит к уменьшению магнитного притяжения, тогда как движение в сторону магнитов создаёт повышение притяжения.
- Для поддержания вакуума в системе на приемлемом уровне, понадобится множество равномерно распределённых по длине вакуумных насосов (и на высоте 80 километров тоже), постоянно работающих на откачку.
- Сложность представляет получение необходимой электрической мощности посреди океана.
Поэтому, несмотря на кажущуюся доступность технологий, реализация этого проекта сомнительна.
Проблема даже не в начальных инвестициях - по оценкам разработчика, должно хватить 10 млрд.долларов, а в расходах на поддержание структуры в работоспособном состоянии. Подобная система требует нескончаемого потока грузов в космическое пространство и высокой надежности, не допускающей и секундного простоя.
Проектов альтернативных средств достижения космоса предложено немало. Однако все они проигрывают ракетам из-за своей сложности и отсутствия реальной потребности в них. Человечеству пока не требуется постоянный грузопоток на сотни тонн в космос и из космоса, а ракеты еще не исчерпали ресурс снижения стоимости.