Было время, когда в человеческом сообществе царила эйфория, казалось - ещё немного, и мы полетим на Луну, покорим марс и Венеру, сделаем эти безжизненные планеты пригодными для обитания, а затем отправимся к звёздам. "На пыльных тропинках далёких планет останутся наши следы".
Тогда никто не боялся высказывать самые смелые гипотезы и предлагать вполне реальные проекты по освоению космоса, созданию на орбите целых городов, постройке межгалактических кораблей. (Вспомните хотя бы ШКАЛУ КАРДАШЁВА, устремлённую в бесконечное будущее.)
Правда, оставалось всего-ничего - придумать, как преодолеть силы земного тяготения и вывести в космическое пространство полезный груз, не тратя на это тысячи тонн топлива.
Одно из самых нестандартных решений этой проблемы предложил наш соотечественник, Юрий Арцутанов. В 1960 году он описал экономически выгодный, безопасный и удобный способ транспортировки всего, чего угодно, по маршруту "Земля - орбита - Земля". Правда, он всего лишь развил идею, которую задолго до него, в 1895 году, излагал другой русский учёный - Константин Циолковский. Тот, воодушевлённый постройкой ЭЙФЕЛЕВОЙ БАШНИ, задумался - а ведь если умудриться возвести такую же башню достаточной высоты, чтобы она уходила прямо в космос, можно по ней подниматься и спускаться, кто ж нам запретит!
Арцутанов предложил несколько иное решение, хотя из той же оперы: вывести на геостационарную орбиту искусственный спутник и связать его с поверхностью нашей планеты. А уже потом, по этому тросу, курсировать туда-сюда.
Его, как и Циолковского, ничуть не пугал тот факт, что геостационарная орбита находится на высоте (точнее - на расстоянии) 36 000 км, при условии, что спутник будет висеть на экваторе. Он рассуждал так: массивное искусственное тело будет работать как противовес, постоянно поддерживая трос в натянутом состоянии, поэтому лифт по нему будет скользить без проблем.
Любопытно, что в 1967 году Арцутанов даже подал заявку на изобретение, которое называется «Способ запуска космических кораблей и их возвращения на Землю или другую планету».
Конечно же, у любого здравомыслящего человека тут же возникнет великое множество вопросов - сколько понадобится сил и средств, чтобы запустить спутник достаточной массы, на чём будет работать тот самый лифт, за сколько дней, недель, месяцев он преодолеет путь "из точки А в точку В". А главное - из чего можно сделать сам трос, чтобы он выдержал колоссальные и запредельные нагрузки.
Интересно, что на тот момент, когда Арцутанов писал свою статью, уже были произведены расчёты и получены неутешительные результаты - прочность троса на разрыв, с учётом предстоящих нагрузок, должна составить порядка 65-120 ГПа. А прочность самых лучших видов стали - не более 5 ГПа.
Интересно, что кевлар был получен примерно в то же время - американский химик Стефани Кволек из фирмы DuPont создала его в 1964 году, и его прочность составляет 2,6 - 4,1 ГПа, так что это тоже не вариант.
Кварцевое волокно более интересное в этом плане, его прочность достигает 20 ГПа. У алмазных волокон она, чисто теоретически, может быть ещё выше, но, явно, не до 120 ГПа.
Арцутанов не мог знать о существовании углеродных нанотрубок - их открыл лишь в 1991 году японский исследователь Сумио Ииджима из компании из компании NEC. А вот как раз они вполне могли бы подойти для того самого проекта, поскольку (опять же - теоретически) из них можно свить трос прочностью даже больше, чем 120 ГПа. Но... на сегодняшний день реально созданы только нанотрубки прочностью не выше 98,9 ГПа, да и то они оказались слишком ломкими.
А нам остаётся верить в науку и учёных, дальше рассуждая о прелестях и преимуществах космического лифта.
Но при чём тут ЮРИЙ? И - что такое ЮРИЙ?
Да вот как раз для оценки ключевых параметров троса, связывающего поверхность Земли со спутником, придумана новая единица - ЮРИЙ (Yuri). Инициатором этой идеи является фонд Spaceward.
В ЮРИЯХ выражается отношение прочности на разрыв к плотности материал. В единицах СИ эта единица выражается как паскаль-метр³ на килограмм, т. е. Па·м³/кг.
Если исследовать свойства стальной проволоки с этих позиций, окажется, что она обладает удельной прочностью в 0,5 MYuri, лучшие же современные синтетические волокна - не выше 3,74 MYuri.
А надо ведь не менее 30, лучше - 100 MYuri!..
Юрий Николаевич Арцутанов (5 октября 1929 - 1 января 2019) - советский инженер, теоретик идеи космического лифта.
Родился в Ленинграде, в семье преподавателей. Когда началась война, они с мамой и братом были эвакуированы в село Белоярка Курганской области, где Юрий Николаевич закончил школу. А по возвращении на родину, поступил в Ленинградский технологический институт.
Широкую известность он получил именно благодаря статьям «В Космос — на электровозе» (1960), и «В космос без ракет: новая идея космического старта» (1969). В них он изложил концепцию космического лифта как самого эффективного способа доступа на орбиту.
Что было потом, история умалчивает, но в очередной раз про Арцутанова вспомнили в 2010 году, и пригласили его на конференцию ISEC (International Space Elevator Consortium), а затем, в 2014 году, на очередные ежегодные «Космическо-лифтовые игры» в Израиле.
После этого он умер.
Вы можете поддержать канал, перечислив любую доступную вам сумму на кошелёк ЮMoney 4100 1102 6253 35 (или на карту Райффайзенбанка 2200 3005 3005 2776). И поучаствовать в создании книги по материалам этих статей. Заранее всем спасибо!