Astăzi nave spațiale explora luna, soarele, planete si asteroizi, comete și spațiul interplanetar. Dar rachete pe combustibil chimice sunt încă scumpe și de ieșire de putere joasă înseamnă sarcină utilă de dincolo de gravitația Pământului. Modern aproape a ajuns la foc de artificii la limita capacității stabilită de natura reacțiilor chimice. Este omenirea a ajuns la un capăt mort tehnologic? Nu la toate, dacă vă acorde o atenție la vechea idee a unui lift spatial.
Prima persoană să se gândească serios cu privire la modul de a depăși atracția planetelor folosind „trage“, a fost unul dintre dezvoltatorii de dispozitive cu jet Feliks Tsander. Spre deosebire de creațiile vizionare și somptuoase ale baronului Munchausen, Zander oferite în baza științific versiune a unui ascensor spațiu pentru luna. Pe drumul dintre Luna și Pământul este punctul în care forța de atracție a organismelor echilibru reciproc. Acesta este situat la o distanta de 60.000 km de Lună. Mai aproape de gravitatea Moon lunar este mai puternic decât pământul, și apoi - mai slab. Deci, dacă ai lega coarda luna cu unele asteroizi, stânga, de exemplu, la o distanță de 70? 000 km de Lună, singurul cablu nu permite ca asteroidul să cadă pe Pământ. Forța de cablu gravitația Pământului este în mod constant tensionată, și va fi de la suprafața Lunii să crească dincolo de atracția Lunii. Din punct de vedere al științei - destul de ideea de dreapta. Ea nu a primit atenția cuvenită doar pentru că în momentul Zehnder nu existau materialele din care coarda nu ar avea rupt sub propria greutate.
Primele idei
Primele succese ale astronauticii din nou trezit imaginația entuziaști. În 1960, un tânăr inginer sovietic Iuri Artsutanov a atras atenția o caracteristică interesantă a așa-numitelor sateliți geostaționari (GSS). Acești sateliți sunt pe orbită circulară exact în planul ecuatorial al Pământului și au o perioadă orbitală egală cu durata de zile terestre. Prin urmare, un satelit geostaționar este constant agățat peste același punct de ecuator. Artsutanov a propus pentru a conecta un cablu de la GSS sub el punct de pe ecuatorul Pământului. Cablu este fix în raport cu Pământul, și sugerează ideea și a pus în mașină spațiu lift. Această idee luminoasă a capturat mintea multora. Celebrul scriitor Artur Klark a scris chiar o ficțiune roman știință „Fântânile Paradisului“, în care întreaga poveste este legată de construirea unui lift spatial.
probleme de ridicare
Astăzi, ideea unui lift spațiu pe GSS sunt deja încearcă să pună în aplicare în Statele Unite și Japonia, chiar aranjate competitii printre dezvoltatorii acestei idei. Eforturile principale ale designerilor axat pe căutarea materialelor din care este posibil să se facă o lungime de cablu de 40 000 km, capabil să reziste nu numai propria sa greutate, dar, de asemenea, greutatea construcției celorlalte părți. Este remarcabil faptul că substanța este adecvată pentru cablu este deja inventat. Acest nanotuburi de carbon. Puterea lor este de câteva ori mai mare decât cel necesar pentru un lift spatiu, dar trebuie să învețe să facă fire defecte fără astfel de tuburi, în zeci de mii de kilometri lungime. Îndoială că această problemă tehnică va fi rezolvată, mai devreme sau mai târziu, nu este necesar.
Al doilea și, de asemenea, o provocare majoră în calea construcției unui ascensor spațiu este dezvoltarea unui motor pentru sistemul său de alimentare cu energie lift și. La urma urmei, cabina trebuie să se ridice până la 40 000 km fără realimentare până la sfârșitul urcare! Cum de a face acest lucru - nimeni nu a inventat încă.
echilibru instabil
Dar cea mai mare, chiar și dificultate de netrecut pentru lift la un satelit geostaționar este conectat la legile mecanicii cerești. SCA este în orbita sa remarcabila numai din cauza echilibrului forței de gravitație și forța centrifugă. Orice încălcare a acestui echilibru conduce la faptul că satelitul se schimbă orbita sa și merge cu său „punctul de picioare.“ Chiar și neomogenități mici ale câmpului gravitațional al Pământului, forțele mareice ale Soarelui și Lunii, iar presiunea luminii solare duce la faptul că, în sateliți geostaționari orbită în mod constant în derivă. Nu există nici o îndoială că sub greutatea sistemului ascensorului de satelit nu va fi în măsură să rămână pe orbita geostaționară și toamna. Există, totuși, o iluzie că este posibil de a continua firul dincolo de orbita geostaționară și la capătul său distal pentru a plasa o contragreutate masivă. La prima vedere, forța centrifugă care acționează asupra contragreutatea priponit va trage coarda, astfel încât sarcina suplimentară de la deplasarea în cabina de pilotaj, nu va fi capabil de a schimba poziția contragreutate și liftul va rămâne în poziție. Acest lucru ar fi adevărat în cazul în care, în loc de cablu flexibil pentru a utiliza nucleul dur lipsit de flexibilitate: dacă rotația Pământului la energia transmisă prin intermediul tijei cabinei, iar mișcarea ei nu ar fi condus la apariția părții care nu este compensat cablu de alimentare de tensiune. Și această forță va perturba în mod inevitabil, stabilitatea dinamică a apropierea Pământului lift, și se va prăbuși!
ceresc Playground
Din fericire pentru pământeni, natura are în magazin pentru noi o soluție de mare - luna. Mai mult decât atât, Luna este atât de masivă încât nu ridică o incapabil să se miște, este încă orbită aproape circulară în timp ce dislocate Pământul este întotdeauna pe o parte! Pur și simplu sugerează ideea - pentru a ajunge liftul între pământ și luna, dar pentru a repara un cablu lift doar la un capăt, pe luna. Al doilea capăt al cablului poate fi redus aproape la pământ, și forța gravitației Pământului se va trage ca un șir de caractere de-a lungul liniei care unește masele de centrele Pamantul si Luna. Nu se poate doar presupune că capătul liber a ajuns la suprafața Pământului. Planeta noastră se rotește în jurul axei sale, datorită căreia capătul cablului va avea o viteză de aproximativ 400 m în ceea ce privește suprafața Pământului într-o secundă, adică să se deplaseze în atmosferă la viteza sunetului. O astfel de rezistență a aerului nu va susține orice design. Dar, în cazul în care mașina inferioară ascensorului la o înălțime de 30-50 km în cazul în care aerul este suficient de subțire, rezistența poate fi neglijată. Viteza masina va fi de aproximativ 0.4 km / s și o viteză ușor pentru a obține moderne de mare altitudine de aeronave-stratoplane. Se apropie de cabina ascensorului și dock cu ea (această tehnică de îmbinare a lucrat mult timp la bordul aeronavei, pentru realimentare în aer, și vehicule spațiale), aveți posibilitatea să mutați marfa la bordul stratoplane cabinei de pilotaj sau din spate. După aceea, cabina ascensorului va începe să se ridice la lună și a reveni la stratoplane Pământ. Apropo, livrate de luna pe care o puteți arunca doar marfa cabinei pe o parasuta si ridica-l în condiții de siguranță pe sol sau în ocean.
evitarea coliziunilor
Lift care leagă Pământul și Luna trebuie să rezolve o altă problemă importantă. În apropierea Pământului spațiu este o cantitate mare de vehicule spațiale de lucru și mai mulți sateliți mii de non-de lucru, fragmente și alte resturi. lift coliziune cu oricare dintre ele ar duce la ruperea cablului. Pentru a evita această problemă, se propune partea „inferioară“, cu o lungime de cablu de 60 000 km pentru a face pentru a ridica și de al retrage din zona sateliților mișcare a Pământului, atunci când nu este nevoie. Monitorizarea pozițiile corpurilor în apropierea Pământului spațiu este destul de capabil să prezică perioade când mișcarea cabinei ascensorului va fi în siguranță în acest domeniu.
Winch pentru un ascensor spațiu
Într-un lift spațiu pe Lună poate fi văzut este o problemă gravă. Cabine lifturi convenționale de călătorie la o viteză de cel mult câțiva metri pe secundă, iar la acea viteză chiar crește la o altitudine de 100 km (limita inferioară a spațiului) ar trebui să ia mai mult de o zi. Chiar dacă ne mișcăm la o viteză maximă de trenuri până la 200 kilometri pe oră, apoi drumul spre Luna va dura aproape trei luni. Lift, capabil să facă doar două călătorii pe lună din an, este puțin probabil să fie în cerere.
În cazul în care cablul supraconductoare de film de acoperire, apoi de-a lungul cablului poate fi rulat pe levitație magnetică fără contact cu materialul său. În acest caz, va fi pe jumătate cale de a sparge și jumătate de cale de a încetini cabina.
Un calcul simplu arată că magnitudinea accelerației în 1? g (echivalent cu forța obișnuită de gravitație pe Pământ) tot drumul spre Lună va dura doar 3,5 ore, cu, cabina va fi capabil de a face trei călătorii pe lună în fiecare zi. La crearea de supraconductori, care funcționează la temperatura camerei, oamenii de știință lucrează în mod activ, iar în viitorul apropiat ne putem aștepta la apariția lor.
arunca gunoi
Este interesant de observat că, în mijlocul viteza masina de sosea atinge 60 km / s. Dacă după dizolvarea a sarcinii utile pentru a scoate din cârlig din cabină, apoi la fel de repede poate fi trimis oriunde în sistemul solar, la orice, chiar și cea mai îndepărtată planetă. Aceasta înseamnă că ascensorul spre Lună ar putea oferi zbor-racheta liber de pe Pământ în cadrul sistemului solar.
Și ar fi o oportunitate de a arunca exotice deșeuri periculoase prin lift de la Pământ la soare. propria noastră stea - cuptorul nucleare de putere astfel încât acesta va fi ars complet orice deșeuri, chiar radioactive. Deci, un ascensor complet la luna nu poate fi doar baza expansiunii spațiului omenirii, dar, de asemenea, un mijloc de curățare a planetei din deșeuri și progresul tehnologic.
Artur Klark, scriitorul science-fiction și popularizator al științei:
„În 1951, profesorul Buckminster Fuller a dezvoltat un pod plutitor inel liber în jurul ecuatorului Pământului. Tot ceea ce este necesar pentru a traduce această idee în realitate - un lift spațiu. Și când a trebuit să fie? N-aș vrea să speculeze, prin urmare, se adaptează răspunsul pe care a dat Arthur Kantrowitz, atunci când cineva la întrebat despre rula sistemul său cu laser. lift spatial va fi construit în 50 de ani de la ideea opri din râs. "
Arhitectura lift lunar, conform companiei LiftPort Group
De Pământ deversărilor orbită terestră joasă livrate de rachete convenționale de combustibil chimic. De acolo, remorchere orbitale bombardate cu sarcini la „coborâți platforma de ridicare“, care este în siguranță coarda ancorată fix pe Lună. Lift livrează marfă pe Lună. Din cauza lipsei de inhibare necesare (și rachete în sine), la ultima etapă și când ridicarea luna posibil economii substanțiale de costuri. Dar, spre deosebire de cea descrisă în articol, o astfel de configurație este practic la fel ca ideea de Zander și nu rezolvă problema de retragere a sarcinii utile de pe Pământ, păstrând pentru această tehnologie etapă de rachete.