Хотите подняться в космос... на лифте? Без подготовки, других обременений, а прямо так — приехал и поехал. Давайте взглянем, насколько это реально.
В фильме «Блуждающая Земля 2» космический лифт можно охарактеризовать как некую изюминку сюжета. Вам не нужно лететь на ракете, вы можете подняться на лифте прямо в космос.
Что именно представляет собой космический лифт?
В 1895 году русский ученый Константин Циолковский был вдохновлен Эйфелевой башней и предложил идею строительства высокой башни, уходящей в космос, для отправки людей и припасов в небо. Это самый ранний прототип космического лифта.
В связи с тем, что создание фундамента для башни оказалось невозможным, проект, да даже сама идея, была заброшена.
Только 64 года спустя коллега Циолковского, российский инженер Юрий Ацутанов, предложил другое решение. То есть спутник выводится на геостационарную орбиту, оттуда подвешивается кабель к земле, а затем кабель крепится к земле. Таким образом лифт может подниматься в космос.
И в настоящее время различные исследования космических лифтов основаны именно на этой идее.
Каков принцип работы космического лифта?
Концепция выпуска троса из космического пространства заключается в уменьшении несущей способности основания лифта. Под воздействием всемирного тяготения здания на земле не могут строится так высоко, и маловероятно, что какой либо фундамент сможет удержать такой огромный вес. Но обратное — это не проблема.
Поскольку посередине находится геосинхронная орбита, когда объект вращается вокруг Земли по этой орбите, его скорость соответствует скорости вращения Земли. Таким образом, начиная с любой точки орбиты, направление вверх — это центробежная сила вращения, а направление вниз — сила тяжести Земли.
В это время к синхронной направляющей необходимо добавить только один противовес, чтобы облегчить гашение усилия. Основание космического лифта, расположенное на земле, может не иметь веса и играть только роль якоря. Затем на тросе устанавливается подъемная кабина лифта, и космический лифт готов.
Возможно ли его построить?
Как видно из концепции, наиболее важным фактором при этом является кабель или трос. Ученые подсчитали, что предел прочности кабеля при растяжении должен достигать примерно 100 ГПа, чтобы транспортировать всю платформу, которая должна быть устойчива к разрушению, в космос.
Но в реальной жизни предел прочности стали при растяжении составляет около 0,38 ~ 1,55 ГПа. Даже сверхвысокая прочность арамидного волокна, синтезированного с помощью высоких технологий, составляет всего 3,6 ~ 3,8 ГПа. Можно представить, насколько это сложно.
Хотя в 2002 году люди разработали многостенные углеродные нанотрубки и их предел прочности при растяжении уже может достигать 150 ГПа. Однако из-за структурных дефектов, когда его длина превысит 20 мм, его прочность на разрыв снизится до 1-2 ГПа. Что касается десятков тысяч метров углеродных нанотрубок, то в настоящее время их разработать невозможно, по крайней мере сегодня.
Однако, основываясь на концепции космического лифта и перспективных строительных материалах, пригодных для использования, возможно, через несколько десятилетий люди наконец смогут построить космический лифт.
Спасибо, что дочитали до конца!
Ставьте лайки и подписывайтесь на канал, чтобы быть в курсе всех событий и расширить свои знания о нашей невероятной Вселенной! 🌌🚀