5 Причин, чому космічний ліфт між землею і її орбітою ніколи не буде побудований
Оскільки людство хоч і повільно, але все ж освоюється в космосі, виникло питання про доставку на орбіту необхідних речей. Ракети не підходять - вони занадто дорогі при експлуатації і шкодять екології. Ще одна можливість - побудувати космічний ліфт, який буде зв'язувати космос із Землею.
Висота такої конструкції складе 35 400 км. Передбачається, що це буде надміцний трос, одним кінцем закріплений на поверхні планети, а іншим - в нерухомій точці вище геостаціонарної орбіти. По тросу підіймається підйомник із корисний вантаж. При підйомі вантаж буде прискорюватися за рахунок обертання планети, що дозволить на досить великій висоті відправляти його за межі тяжіння Землі.
Звучить начебто логічно. Правда, тут є кілька складнощів, що роблять і цей спосіб крайней непрактичним:
1. Немає достатньо міцного матеріалу для троса
Навантаження на трос може перевищувати 100 000 кг / м., Так що матеріал для його виготовлення повинен володіти надзвичайно високою міцністю для стійкості до розтягування, і при цьому дуже низькою щільністю. Поки такого матеріалу немає - не підходять навіть вуглецеві нанотрубки, які вважаються зараз найміцнішими і пружними матеріалами на планеті.
На жаль, технологія їх отримання тільки починає розроблятися. Поки що вдається отримати крихітні шматочки матеріалу: найдовша нанотрубка, яку вдалося створити - пара сантиметрів в довжину і кілька нанометрів завширшки. Чи вдасться коли-небудь зробити з цього достатньо довгий трос, поки невідомо.
2. Сприйнятливість до небезпечних вібрацій
Трос буде сприйнятливий до непередбачуваних поривам сонячного вітру - під його впливом він буде згинатися, і це негативно позначиться на стабільності ліфта. Як стабілізатори до троса можна прикріпити мікродвигуни, але цей захід створить додаткові труднощі в плані технічного обслуговування споруди. Крім того, це ускладнить просування по тросу спеціальних кабінок, так званих «альпіністів». Трос, швидше за все, вступить з ними в резонанс.
3. Сила Коріоліса
Трос і «альпіністи» нерухомі щодо поверхні Землі. А ось по відношенню до центру Землі об'єкт буде рухатися зі швидкістю 1700 км / год на поверхні і 10 000 км / год на орбіті. Відповідно, «альпіністам» при запуску треба надати цю швидкість. «Альпініст» розганяється в перпендикулярному тросу напрямку, і через це трос буде розгойдуватися подібно до маятника. Одночасно з цим виникає сила, яка намагається відірвати наш трос від Землі. Сила обернено пропорційна величині прогину троса і прямо пропорційна швидкості підйому вантажу і його масі. Таким чином, сила Коріоліса заважає швидко піднімати вантажі на геостаціонарну орбіту.
З силою Коріоліса можна боротися, просто запускаючи одночасно двох «альпіністів» - із Землі і з орбіти, але тоді сила між двома вантажами буде розтягувати трос ще сильніше. Як варіант - болісно повільний підйом на гусеничному ходу.
4. Супутники і космічне сміття
За останні 50 років людство запустило в космос безліч об'єктів - корисних і не дуже. Або будівельникам ліфта доведеться все це знайти і прибрати (що неможливо, враховуючи кількість корисних супутників або орбітальні телескопи), або передбачити систему, що захищає об'єкт від зіткнень. Трос - теоретично нерухомий, тому будь-яке обертається навколо Землі тіло рано чи пізно з ним зіткнеться. Крім того, швидкість при зіткненні буде практично дорівнює швидкості обертання цього тіла, так що тросу буде завдано великої шкоди. Маневрувати трос не може, а протяжністю володіє великою, тому зіткнення будуть частими.
Як з цим боротися, поки не ясно. Учені говорять про будівництво орбітального космічного лазера для спалювання сміття, але це вже зовсім з області наукової фантастики.
5. Соціальні та екологічні ризики
Космічний ліфт цілком може стати об'єктом терористичної атаки. Успішна підривна операція завдасть величезної шкоди і може взагалі поховати весь проект, так що одночасно з ліфтом доведеться вибудовувати навколо нього і цілодобову оборону.
Екологи ж вважають, що кабель, як не парадоксально, може змістити земну вісь. Трос буде жорстко закріплений на орбіті, і будь-яке його зміщення нагорі відіб'ється на Землі. До речі, уявляєте, що станеться, якщо він раптом обірветься?
Таким чином, реалізувати такий проект на Землі дуже складно. А тепер хороша новина: це буде працювати на Місяці. Сила тяжіння на супутнику куди менше, а атмосфера фактично відсутня. Якір можна створити в полі сили тяжіння Землі, і трос з Місяця буде проходити через точку Лагранжа - таким чином, ми отримуємо канал зв'язок між планетою і її природним супутником. Такий трос при сприятливих умовах зможе переправляти на орбіту землі близько 1000 тонн вантажу на добу. Матеріал, звичайно, буде потрібно надміцний, але нічого принципово нового винаходити не доведеться. Правда, довжина «місячного» ліфта повинна буде скласти близько 190 000 км через ефект, названого Гомановской траєкторією.
