Полёт в космос у всех ассоциациируется с ракетой, которая может "что-то" или "кого-то" увезти с собой. А что если пофантазировать и, к примеру, вообразить лифт, в который вы заходите и, вместо обычных кнопок с цифрами, видите только две с надписями "Земля" и "Орбитальная космическая станция"? На вид действительно фантастика, но не для японских учёных, которые планируют реализовать данный проект к 2050 году.
Появилось даже видео, как он может выглядеть. Ссылку на видео приложу в конце статьи
Обратите внимание, что кабина движется не просто по тросу. Лифт заключен внутрь трубы, которая оберегает кабину с космонавтами от разных неприятностей, ведь проходить ему придётся через большое количество орбит спутников, которые могут случайно врезаться в него. Он проходит через часть земной атмосферы, по которой летают самолеты, а также случайные метеориты могут повредить его. Конечная станция представляет собой массивную космическую платформу, которая движется по околоземной геостационарной орбите.
А теперь подробнее об идее самого космического лифта, когда и как она родилась, и, собственно, зачем всё это нужно?
Мы знаем, что в космос летать мы умеем, но это очень дорого, потому что ракета забирает с собой всё необходимое, всю энергию, которая нужна, чтобы покинуть земной шар. Эта энергия заключена в ракетном топливе, которое составляет большую часть веса самой ракеты. А какие источники энергии у нас есть?
Солнечный свет и наша планета. Многие космические зонды, которые летают к другим планетам, пользуются солнечным светом, перерабатывая его панелями батарей в электричество и, таким образом, питают электрические и ракетные двигатели. Второй источник энергии — наша Земля, но вот она перед вами и что?
Может ли наша Земля помочь нам преодолеть её собственное притяжение и отправиться в космос? Да, она уже это делает. Давайте вспомним, на Земле есть несколько космодромов. Северные космодромы, (например, в российском Плесецке), космодромы в средних широтах (например Байконур), и космодромы вблизи экватора Земли. Так вот выясняется, что экваториальные космодромы самые выгодные. Но почему?
Всё дело во вращении Земли вокруг своей оси. Если вы находитесь вблизи полюса, вы почти неподвижны. А если на экваторе, вы несётесь с большой скоростью в направлении с запада на восток. Это похоже на велосипедное колесо, чем дальше от его центра, тем выше скорость. К примеру велосипед с маленькими колесами будет также ехать медленнее чем с большими, при одинаковом усилии наездника.
Именно поэтому космодромы, построенные вблизи экватора, так выгодны. Они помогают ракете начать полет уже с самим вращением Земли. Ведь точки экватора движутся со сверхзвуковой скоростью, почти полкилометра в секунду. Тогда ракета уже будет иметь начальную скорость полкилометра в секунду, когда стартует с экваториального космодрома. Полкилометра в секунду это всё-таки не очень много, ведь ракете нужно начать полет со скоростью 9, 10, 11 километров в секунду, а где их взять?
Вы не поверите, но эта идея впервые пришла в голову знаменитому советскому учёному Константину Эдуардовичу Циолковскому.
(Константин Эдуардович Циолковский — русский и советский учёный-самоучка, разрабатывавший теоретические вопросы космонавтики)
Константин Эдуардович узнал, что в Париже построили Эйфелеву башню и понял, что вращение земли, которая перемещает высокую башню, сообщает её вершине большую скорость, чем основание, и чем выше башня, тем с большей скоростью движется её вершина. Циолковский предложил замечательную идею, в которой хотел построить башню достающую до космоса и передвигаться по ней на электрическом лифте, и когда он достигнет вершины, он уже будет двигаться настолько быстро, что оттуда легко можно будет улететь дальше.
Циолковский, конечно, хорошо знал, что такое геостационарная орбита, и он предположил, что можно построить башню высотой 36 тысяч километров. Тогда её вершина будет лететь с такой же скоростью, как геостационарный спутник. Но тогда и сейчас всем понятно, что нет такого материала, с помощью которого можно было бы построить такое сооружение. Эта идея долго оставалась в области фантастики.
Также были предложения сбросить один конец троса со спутника, который летает в плоскости экватора и делает один оборот вокруг Земли за 24 часа. В этом случае трос будет в постоянно натянутом положении, и спутник всегда будет висеть над той точкой, где закреплен трос, поэтому орбита высотой 36 тысяч километров так и называется геостационарная орбита.
В наше время таких спутников сотни и мы ими пользуемся почти каждый день. Особенно те, у кого есть система спутникового телевидения. Ваша тарелка на балконе или на крыше дачи постоянно направлена на одну точку в районе экватора, потому что над этой точкой, над вашим домом, висит, а точнее говоря, движется синхронно с землей спутник, и ваша антенна, не поворачиваясь, видит его и получает оттуда телевизионный сигнал. Но из какого материала сделать трос, который мог бы выдержать не только свой вес, но и кабину лифта? Такой материал уже практически создан в лаборатории, но пока ещё в миниатюрном виде. Это маленькие наноуглеродные трубки, они очень прочные. Из них пока только учатся делать более крупное волокно, плести канаты и использовать их, например, для космического лифта.
Японская корпорация Abayashi Corporation очень известная, ей более 100 лет, она давно работает в строительном бизнесе и заслужила большой авторитет, и вот она решила взяться за строительство космического лифта.
Они уверены, что в ближайшие годы эта самая наноуглеродная трубка превратится в мощный прочный толстый канат с невероятной прочностью, из которого можно будет построить автостраду для космического лифта. А энергию? Да откуда хотите. Можно брать электричество из сетей на Земле, но правда она стоит довольно дорого, но даже при этом космический запуск с помощью лифта окажется в сотни раз дешевле, чем с помощью современной ракеты на химическом топливе.
Хочется отменить, что углеродные нанотрубки — это изобретение российских физиков, которые получили за это Нобелевскую премию. И уж, наверное, тогда они не предполагали, какое применение для этого вещества предложат современные инженеры.
Трудно оценить во что обойдется этот проект, но японская компания Abayashi Corporation приблизительно оценивает стоимость строительства космического лифта в 100 миллиардов долларов.
Платформа в космосе будет, наверное, тоже очень тяжелая. Для стационарного движения нужна массивная верхняя точка. Все это продумано неплохо и только требует новых материалов, новых инженерных решений и желания это сделать. Так же точно, как еще недавно, нам казалось фантастикой ракета многоразового использования, а Илон Маск взялся за это и сделал.
Спросом данный лифт будет пользоваться точно. С его помощью можно будут не только развивать космический туризм, но и поднимать топливо, оборудование, еду и многое другое, необходимое для дальнейших долгих перелётов к другим планетам.