Загадочный проект 2045 года взволновал мир. В его основе лежит строительство космического лифта, инициатива которого принадлежит России. Китайцы присоединились к этому проекту и стали главными исполнителями. В рамках программы предусмотрены исследования суперземель и Луны.
Все это намечается сделать до 2045 года. Многие ученые и фанаты космоса с нетерпением ждут реализации этого проекта. Технологии развиваются быстрыми темпами, и многие верят, что космический лифт станет реальностью. Огромные суммы уже выделены на реализацию данного амбициозного проекта.
Давайте вместе погрузимся в мир загадок и откроем новые горизонты знаний вместе с проектом космического лифта!
Что такое космический лифт и как он будет работать
Космический лифт - это как будущее из фантастики, только в реальности. Он поможет нам путешествовать в космосе, не используя ракеты. Идея в том, чтобы построить огромный кабель от Земли до космической станции.
Кабель будет закреплен на спутнике в космосе и на земле. Через этот кабель можно будет подниматься и опускаться как в лифте. На Земле будет станция, где люди сядут в кабину и отправятся в космос. Космический лифт будет работать за счет силы тяжести и центробежной силы.
Все это звучит сложно, но в общем-то принцип простой. Лифт будет двигаться вверх и вниз по кабелю, как на веревке. Это позволит экономить много топлива и сделает путешествия в космос доступными для всех.
Космический лифт будет работать как обычный лифт, только в космосе. Скорость лифта будет огромной - несколько километров в секунду! Это значит, что можно будет добраться до космоса за несколько часов. Представляете, как это круто? Теперь каждый сможет увидеть красоту звезд и планет.
Космический лифт будет безопасным способом путешествовать в космосе. Нет необходимости запускать ракеты и рисковать жизнями астронавтов. Лифт будет работать круглосуточно, как обычный лифт в здании. Технологии развиваются так быстро, что скоро это станет реальностью.
Запуск космического лифта: в поисках эффективных решений
Запуск космических объектов требует огромных затрат. При этом, особенно дорогим оказывается преодоление земного притяжения. Уже в 1895 г. Циолковский задумался об эффективности использования космического лифта для доставки грузов в космос.
Такая идея вполне соответствует физическим законам, нужны лишь подходящие материалы и технологии. В советское время пробовали создать орбитальную станцию в виде орбитального города с взлетно-посадочными устройствами для ракет.
Это заставляет задуматься о возможности более эффективного использования космического пространства. Создание космического лифта позволило бы существенно сэкономить ресурсы при доставке грузов в космос.
Вы знаете, ракеты запускают с Земли. Но представьте, что они могут быть запущены с орбиты! Это бы позволило им сразу получить вторую космическую скорость и отправиться туда куда надо.
И ни грузы, ни люди не были бы доставлены по обычной дороге - вместо этого была бы построена трасса, взмывающая на огромную высоту от 50 до 60 тысяч км.
Она состояла бы из части на Земле, которая постепенно увеличивала бы свою толщину по мере приближения к геосинхронной орбите, и противоположности, которая начиналась бы где-то на 42-тыс. км., чтобы уравновесить силу тяготения центробежной силой.
На дороге планировалось установить специальные железнодорожные пути, которые работали бы на принципе магнитной подушки. Лифт, двигаясь по этим путям, мог бы постепенно набирать скорость до уровня необходимого для выхода в космос.
Какая должна быть конструкция космического лифта
Если мы рассматриваем космический лифт в виде башни, то важно понимать, что сила тяготения будет воздействовать на него неодинаково. Внизу башни будет действовать сила, направленная вниз, что будет пытаться ее опрокинуть, а вверху, соответственно, будет сила, направленная вверх, стремящаяся унести верхнюю часть.
Чтобы конструкция была стабильной, нужно распределить массу таким образом, чтобы центр массы находился выше орбиты. Именно там земное притяжение достигает своей максимальной силы. Выше геостационарной орбиты земное притяжение уже не будет таким сильным, поэтому разумно разместить космопорт дальнего следования именно там.
Так вот, чтобы все работало правильно, конструкция должна быть неподвижна относительно Земли. То есть не вращаться вместе с ней. А вот сами лифты, которые будут подниматься и спускаться, должны быть подвижными. Они будут двигаться в разные стороны, чтобы уравновесить друг друга. Круто, да?
Оказывается, эта идея была предложена китайскими учеными несколько лет назад. Мне кажется, это гениальное решение! Представляете, лифты будут двигаться в одну сторону всего несколько дней или часов! Я думаю, что это может реально сократить время переезда в космос. И самое замечательное – такие лифты не будут нести с собой горючее. Ну просто удивительно!
Но есть сложности. Во-первых, нужно было бы использовать такой же объем топлива, как и при обычном запуске ракеты. Во-вторых, при выгорании топлива подъемник становится легче, что может нарушить баланс системы, что не очень хорошо. Если масса меняется, то система становится нестабильной.
Поэтому более логично использовать солнечные батареи для космического лифта. Есть еще вариант из углеродных нанотрубок. Можно собрать космический лифт из углеродных нанотрубок, как конструкцию и для энергии.
В России провели расчеты на прочность углеродных нанотрубок. Получилось, что на каждый квадратный миллиметр можно нагрузить до 10 т. На практике в 2019 г. углеродные трубки выдержали нагрузку в 28 Гпа. Но есть небольшая проблема: сейчас нанотрубки не умеют делать очень длинными.
В Пенсильванском университете в 2017 г. ученые создали новую углеродную структуру - сверхтонкие алмазные волокна. Под руководством Джона Баддинга учёные сжали молекулы бензола в 200 тыс. атмосфер.
В результате углеродные атомы выстроились в терраэдр – это решетка с очень большой прочностью. Но, не так важно, насколько прочны эти трубки с физической точки зрения. Даже если они достанут до геостационарной орбиты, они могут обрушиться.
В 2019 г. Зефир Пенуар и Эмили Сэндфорд предложили интересную идею. Вместо того чтобы строить космический лифт с Земли, они предложили натянуть его со Луны.
Для этого нужно сначала построить базу на спутнике, где будет закреплен тонкий углеволоконный трос. Он должен будет протягиваться через одну из точек Лагранжа, где гравитация не действует. Более того, орбитальный противовес-стабилизатор можно будет построить из космического мусора и отработанных спутников.
Для усиления конструкции можно использовать металлы с небольшого астероида, который можно легко привязать без проблем к станции.
Заключение
В итоге, нельзя не отметить, что космический лифт остается не только нереализуемым, но и полным технических трудностей. Даже Илон Маск, гуру современных технологий, отказывается комментировать эту тему.
Множество проблем остается неразрешенными, как в теоретических, так и в практических аспектах. Углеволокна, возможно, кажутся самыми перспективными, но их горючесть и опасность тоже не оставляют равнодушными.
Безопасный материал для космического лифта - это отдельная тема для размышлений. Кроме того, на пути лифта окажется немало космического мусора, что является серьезной проблемой.
Несмотря на все сложности, Япония и Китай уже заявили о своих планах по возведению космического лифта к 2050 году. Главное, чтобы не произошел катастрофический сценарий с падением троса на Землю - иначе последствия могут быть непредсказуемыми и разрушительными…
Ставьте палец вверх 👍, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Также Вам может быть интересно:
Подпишитесь на канал, чтобы не пропустить новые публикации