Космический лифт - это даже еще не проект. Это, скорее, мечта не дающая покоя ученым. Мы стремимся в космос, мечтаем о нём, но каждый шажок вперед связан с огромными затратам средств, сил, и ударом по экологии. Взлетающая ракета сжигает сотни тонн дорогостоящего топлива, оставляя в атмосфере кислотные осадки. Сможет ли стать космический лифт альтернативой использованию ракетного двигателя?
Идею такого лифта впервые предложил наш соотечественник Константин Циолковский. Принцип действия конструкции будет очевиден тому, кто понимает как висят в небе геостационарные спутники. Конечно, они движутся с космической скоростью, чтобы не упасть на землю. Но при этом направление их движения совпадает с направлением движения планеты, а высота такова, что угловая скорость соответствует скорости оборота вокруг оси. Получается, что с точки зрения наблюдателя с поверхности Земли спутник как бы висит над одной точкой.
Дальше - все "просто". Выводим на геостационарную орбиту большую космическую станцию и начинаем опускать с нее трос вниз, который под действием силы притяжения будет опускаться вниз. Станция при этом несколько поднимется выше, чтобы центр тяжести системы остался на месте. Этот трос протягиваем до поверхности и крепим к неподвижной или, например, плавающей в море платформе. Далее - дело за малым - соорудить платформу, которая не спеша будет двигаться вверх по тросу или в противоположном направлении. Для равновесия, имеет смысл во встречном направлении двигать такую же платформу с возвращаемым с орбиты грузом. Если материал троса удастся сделать токопроводящим, то такой лифт может даже не брать с собой запас топлива, двигаясь с помощью электродвигателя. Идея красивая, безусловно. Но есть нюансы.
Обратим внимание, что высота такой конструкции составит более 35 400 км. Да, да, длины такого троса почти хватило бы, чтобы опоясать Землю. И какие бы прочные сплавы не создавались, сталь для троса не подходит - она не выдержит собственный вес и в сотню раз более короткого отрезка. Сейчас ученые пытаются выжать что-то из графитовых нанотрубок. Эксперименты внушают успех, но достаточно длинных волокон создать пока не удалось. А нам, в идеале, нужны молекулы во всю длину троса. Итак, первая проблема - вес самого троса.
Вторая проблема - площадь. Как бы не было мало сечение нашего чудотроса, при такой огромной длине он будет иметь огромную же площадь. Кто бывал на большой высоте, знает, каковы бывают там ветра. И они будут своей неимоверной мощью рвать нашу канатную дорогу, вынуждая закладывать дополнительную прочность в расчеты. Даже солнечный ветер за пределами атмосферы будет неслабо нагружать конструкцию.
Третья проблема - космические тела. И это не только метеориты/астероиды. Это прежде всего - космический мусор - обломки взорвавшихся спутников, сами старые спутники потерявшие управление и болтающиеся в космосе в медленном падении на Землю. Не забываем, что они несутся на космических скоростях, а на такой скорости любая гайка пробьет толстенную стальную плиту. Висящий трос невозможно оперативно отвести в сторону для уклонения от несущегося на него обломка.
И что будет, если такой трос оборвется? Да, пока с этим проектом связано больше проблем, чем перспектив. Но радует, что ученые и инженеры (причем не только из НАСА, но и частные структуры) работают в этом направлении. Возможно, когда-то мы сможем путешествовать и таким образом.
