Присоединяйтесь к нашим группам

Космос сегодня и завтра: способы выхода на орбиту — лифты и мосты

Космос сегодня и завтра: способы выхода на орбиту - лифты и мосты
В прошлой статье цикла мы говорили о космопланах. Они экономичнее ракет, но всё ещё нуждаются в сложных двигателях и топливе. Давайте рассмотрим варианты вывода космических аппаратов на орбиту, не требующих ракетных двигателей вообще.
22 10 2015
08:28

Космический лифт 

Одна из самых известных концепций запуска объектов в космос без применения ракетных двигателей. Основана она на использовании троса, закреплённого на поверхности Земли у экватора и уходящего в космос, где другой его конец закреплён на космической станции, находящейся на геостационарной орбите. Такая станция обращается вокруг планеты с той же скоростью, что и сама Земля вращается вокруг своей оси, поэтому относительно Земли станция неподвижна. Подъёмник, движущийся по тросу, может быть использован для неоднократной доставки грузов в космос. 

Как ни странно, этой идее уже больше века – впервые её сформулировал ещё Константин Циолковский в конце 19 века. Тем не менее, с тех пор немногое изменилось – воплощения этой идеи можно ждать ещё не скоро. Причиной этому являются высочайшие требования к прочности троса, которая должна в сотню раз превышать прочность стали, при этом его плотность для приемлемой массы должна быть сравнима с графитом. Такими параметрами должны были теоретически обладать углеродные нанотрубки, но последние исследования показывают, что даже их будет недостаточно. Перспективной кажется графеновая бумага, которая, в дополнение к высокой прочности, способна проводить ток, а значит, её можно использовать для подачи питания на подъёмник лифта. Однако все эти технологии пока остаются пусть и не фантастикой, но всё ещё не готовыми к реализации в ближайшее время. 

Космический фонтан 

По сути – одна из вариаций космического лифта. Важнейшим её преимуществом является возможность постройки на основе уже существующих в настоящее время технологий и материалов. Кроме того, этой конструкции не требуется станция на орбите, и если трос лифта предлагается спускать на Землю, то фонтан можно строить по старинке, вверх с фундамента. Избавившись от необходимости в орбитальной поддержке, строить космофонтан можно не только на экваторе, но и где угодно (почему бы всё же не построить башню до космоса на территории древнего Вавилона?). Так что же представляет собой этот "фонтан"? Технически это полая внутри башня, наполненная гранулами специального вещества. Эти гранулы под действием приложенной силы будут взлетать вверх, передавая энергию вершине конструкции и падая обратно. Такой динамический процесс удержит башню от падения. С точки зрения доставки грузов на орбиту, это всё тот же космический лифт, но с очень толстым тросом, хотя ведутся споры о возможности применения самого фонтана гранул для поднятия полезной нагрузки. 
Большим недостатком технологии является дороговизна не только постройки, но и эксплуатации – на движение вещества внутри должна непрерывно расходоваться энергия, причём не только при запуске груза, но и всегда, иначе вся конструкция разрушится. Понятно, что даже с растущими потребностями исследователей космоса в числе запусков идея тратить огромные ресурсы в периоды простоя – далеко не фонтан. 

Космический мост 

Продолжая тему "обычные постройки, но тянущиеся в космос" нельзя не упомянуть космический мост. Он также может быть построен на текущем уровне технологий и с применением известных материалов, но масштаб проекта куда значительнее. Представьте себе огромную конструкцию с отсеками для груза, огибающую всю планету вдоль экватора и способную удлиняться, внутри которой проложен туннель с вакуумом, внутри которого вращается другое кольцо из связанных друг с другом металлических болванок (размером с вагон метро). После погружения грузов в отсеки внутреннее кольцо разгоняется, конструкция удлиняется и выходит в космос. При изменении скорости вращения внутреннего кольца закон сохранения импульса заставит весь "мост" вращаться вокруг планеты. Теперь можно открывать отсеки и выводить груз в космос. 

К сожалению, до сих пор не решена проблема устойчивости такой системы, да и непонятен принцип подачи энергии на разгон и торможение болванок внутри. И это не считая невероятной сложности постройки такого сооружения. 

Из всех перечисленных вариантов ни один не находится даже в проекте, до сих пор ведутся исследования. Тем не менее, космический лифт недавно был запатентован (впрочем, ничего нового авторы патента не предложили). Быть может, когда-нибудь мы не будем сжигать тонны топлива, чтобы достичь орбиты, а планета обзаведётся несколькими новыми достопримечательностями. 

Наводил космические мосты Дмитрий Потапкин, специально для Обзор.press







Daily Telegraph, Guardian, Financial Times
Границы между Великобританией и Ирландией после Brexit, временный таможенный союз между Соединенным Королевством и ЕС, ракетная программа КНДР, кибератака на шотландский парламент - среди ведущих тем центральных британских газет.
15:51 | 16.08.2017
close Не показывать больше
Теперь читать новости на мобильном телефоне стало ещё удобнее
Скачай новое приложение obzor.press и всегда будь в курсе последних событий!