Космическая битва империй. От Пенемюнде до Плесецка
Шрифт:
Имея такой удивительный материал, можно уже и подумать о строительстве космического лифта в обозримом будущем.
Во всяком случае, после открытия японского инженера проектом занялись не только фантасты, но и учёные с инженерами. Скажем, Институт перспективных концепций НАСА выделил компании «Highlift Systems» 570 тысяч долларов на первоначальные исследования.
Ныне закончен первый этап исследований. В отчёте, включающем 80 страниц убористого текста, а также многочисленные чертежи и графики, сказано однозначно: проект вполне может быть осуществлён практически.
Причём осуществление этого проекта грозит обернуться немалой экономией средств. Дело в том, что ныне доставка 1 кг полезного груза в космос обходится не менее 10 тысяч долларов, причём подъём на высокую, геостационарную орбиту обходится даже в 40 тысяч. Космический подъёмник предполагает снижение стоимости доставки до 100 долларов, т.е. в 100–400 раз. И это только на первом этапе…
Благодаря такой системе доставки грузов станут рентабельными орбитальные заводы для производства уникальных лекарств и специальных материалов, строительство в космическом пространстве солнечных электростанций и туристических гостиниц, бурное развитие космического туризма.
Но пока всё это — далёкие мечты, осуществление которых зависит от того, как пойдут дела со строительством первого космического лифта. Его концептуальный проект в нынешнем виде содержит достаточно подробные конструкторские разработки. Вот как проясняет некоторые технологические подробности сам доктор Эдвардс на своём сайте в Интернете.
Прежде всего ныне он предлагает отказаться от строительства на Земле огромной башни высотой 50 км, как это мыслилось в предыдущих проектах. Сооружение такой Вавилонской башни не только значительно удорожает проект, но и во многом ставит под сомнение его исполнение: ведь ни у кого нет опыта строительства башен, достигающих стратосферы.
Сам Эдвардс предлагает сделать наземной станцией для космического лифта океанскую платформу — наподобие тех, с которых ведут добычу нефти. Её можно построить в Тихом океане, в таком районе, где практически не бывает гроз.
Вместо троса, как уже говорилось, будет использоваться широкая лента из углеродных нанотрубок. Длина ленты — почти 100 тысяч километров (ею можно два с половиной раза обернуть земной шар), ширина — 1 м. Даже при планируемой толщине ленты всего в 2 микрона общая масса, учитывая гигантскую длину этой необычной «дорожки», должна получиться довольно солидной — около 800 тонн. Тем не менее, как показывает расчёт, нанотрубки должны выдержать такую тяжесть.
Перед тем как развернуть сверхтонкую и сверхдлинную ленту Земля—космос, планируется провести тщательные испытания элементов необычного лифта. Сначала нить из углеродных нанотрубок будет проверена в лабораторных условиях. Фрагменты её подвергнутся воздействию атомарного кислорода, перепадов давления, излучения… Затем прототип подъёмника поднимут с помощью воздушного шара на высоту 1000 м. Будут работать лазер, оптическая техника, словом, весь многосложный комплекс. И, наконец, заключительная серия испытаний пройдёт на самой геостационарной орбите.
Сама схема строительства на сегодняшний день выглядит так. Сначала на геостационарную орбиту обычными ракетами будет доставлено около 40 т ленты шириной от 5 до 11,5 см в ширину и толщиной в микроны. Когда она будет развёрнута на всю длину и достигнет поверхности Земли, то сможет удерживать полезные грузы весом до 495 кг.
Далее специальные подъёмники будут подниматься по первоначальной ленте и постепенно расширять её. На каждое восхождение уйдёт от 3 до 4 дней. Через 2,5 года лента будет готова полностью.
Конструкция подъёмника как бы охватывает ленту с двух сторон. Кабину планируется оснастить двумя комплектами роликов или гусениц. Лента будет проходить между ними, обеспечивая плавный подъём или спуск кабины за счёт трения.
Для движения подъёмника по ленте вверх или вниз предполагается использовать электрические двигатели. Энергия будет передаваться с Земли с помощью лазера или микроволнового излучения. Посланный им луч преобразуется в электричество, которое приведёт в действие моторы лифта. Скорость движения кабины составит 200 километров в час.
Все этапы научно-исследовательских работ, проектирования и строительства чётко расписаны. Так, при соответствующем финансировании уже через два года могут быть получены первые образцы сверхпрочной ленты. Её испытания, соответствующие доработки, развёртывание массового производства займут ещё около 3 лет. Строительство отнимет примерно шесть лет. Наконец, ещё 2,5 года уйдёт на расширение ленты длиной в 100000 км. Таким образом, первая сравнительно небольшая гондола с полезным грузом 5 т могла бы подняться в космос где-то в 2017–2020 годах.
Так полагает доктор Эдвардс. Однако многие эксперты не разделяют его оптимизма. Прежде всего непонятно, удастся ли найти в нынешнем мире столь много свободных финансов. Ведь только на сооружение первого лифта требуется около 10 млрд. долларов. А вся программа стоит как минимум вчетверо дороже.
Кроме того, не решены многие принципиальные вопросы. Например, как защитить транспортную ленту от метеоритов и тех обломков, которые в изобилии ныне болтаются на околоземной орбите? Если покрыть её синтетическим материалом или тонкой металлической бронёй, то сразу же её вес многократно увеличится.
Ещё одна трудность — мощные порывы ветра. Метровая по ширине лента имеет высокую парусность. А гарантировать, что в данном районе океана сильных ветров не будет, невозможно. Придётся также подумать и о защите всего сооружения от ударов молний, океанских штормов и т.д.
Наконец, подобное сооружение — лакомый кусок для террористов. Представьте себе, каков будет резонанс, если в океан ухнет кабина космического лифта…
Тем не менее даже скептики признают чрезвычайную перспективность использования тросовых транспортных систем в космонавтике в будущем. Спор идёт лишь о сроках. Так, представитель НАСА Роберт Казанова полагает, что первый космический лифт может появиться лет через 50.