Космический лифт: основные проблемы и достижения

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 3

УДК 520-9

КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ: ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ И ДОСТИЖЕНИЯ

А. В. Исаев Научный руководитель - Е. А. Шушканова

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: mr.aleksandr.isaev.98@mail.ru

Рассматриваются современные проекты создания космического лифта

Ключевые слова: Космос, космический лифт, наноматериалы.

SPACE ELEVATOR: MAIN PROBLEMS AND ACHIEVEMENTS

A. V. Isaev Scientific Supervisor - E. A. Shushkanova

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: mr.aleksandr.isaev.98@mail.ru

Describes current projects of creation of the space Elevator.

Keywords: Space, space Elevator, nanomaterials.

Космический лифт - это идея инженерного сооружения, гипотетическая конструкция которого основана на применении троса, протянутого от поверхности планеты к гравитационному якорю, который будет находиться на геостационарной орбите (ГСО). Впервые подобную мысль высказал К.Э. Циолковский ещё в 1895 г., а детальную разработку эта идея получила в трудах советского ученого-инженера Ю.Н. Арцутанова.

Постройка космического лифта - это большой шаг для дальнейшего освоения космоса. На космическом лифте можно доставлять необходимые грузы на земную орбиту без использования ракет, а это значит, что затраты на доставку этих грузов значительно снизятся. Немалые возможности при создании космического лифта открываются и у космического туризма [1-4].

На данный момент существуют несколько вариантов создания космического лифта: Например, сегодня предлагают идею использования троса из нанотрубок. Суть данного проекта такова: на Земле будет закреплен трос, который будет протянут до якоря на ГСО (т.е. противовеса, который нужен для того, чтобы трос не упал под действием силы притяжение Земли). Также есть идея, согласно которой можно построить башню на Земле и пустить трос от башни к противовесу на ГСО. Это позволит усечь длину троса, сократив его вес, а это значит, что уменьшится требуемая прочность троса, что в свою очередь упростит его создание. Кроме того можно в качестве точки крепления на Земле использовать какое-либо большое судно на воде, которое кроме того позволило бы маневрировать и уклоняться от астероидов.

Наконец, существует своего рода "гибрид" из ракеты и лифта: изобретение «Thoth», которое предполагает постройку башни высотой примерно 20 км, и запуска ракет уже непосредственно с этой башни. В этом случае, будет экономиться большое количество топлива. Конечно это сооружение не заменит полноценный лифт, но зато, построить его можно уже сейчас.

А теперь, что касается материалов, из которых лифт планируется построить. Основой для постройки космического лифта могут стать углеродные нанотрубки - очень прочный материал.

Секция «Освоение космического пространства: история и современность»

Хотя пока невозможно получить необходимый для лифта размер, ученые планируют получить нужную длину нанотрубок уже к 2030 г. Кроме того последнее время предлагаются алмазные нанотрубки. Теоретически, они прочнее чем углеродные, но практически их прочность измерить еще невозможно - размер не позволяет.

Итак, мы рассмотрели основные предложения по постройке самого лифта, но нельзя забывать и об кабинах, капсулах, которые будут подниматься по лифту. Необходимо при этом разработать соответствующий двигатель, тормозную систему, систему подачи электричества или же топлива в кабину и другие сопутствующие детали проекта.

Сейчас, в создании лифта участвуют такие страны, как Россия, США, Япония, и по прогнозам экспертов, лифт будет построен уже в конце нашего века. Хотя японцы заявляют, что смогут построить космический лифт уже к 2050 году. Япония планирует сделать постройку лифта, своего рода, национальной идеей и уже сейчас ведет активные исследования в этом направлении. Вполне возможно, что именно эта страна станет "локомотивом" в реализации данного масштабного и перспективного проекта.

Но что же будет после постройки? Допустим, что лифт уже существует, но еще есть много проблем, которые необходимо решить: во-первых, обеспечить безопасность данного сооружения. Ведь если лифт рухнет, то нашей планете мало не покажется. Лифт - это огромная протяжённость и сотни тысяч тонн веса. А рухнуть он может по многим причинам: обрыв троса в каком-либо месте из-за брака, попадания космического мусора или космического тела. Столкновение с летающими аппаратами, теракты, сбои в работе автоматики - все это тоже может привести к глобальной катастрофе.

Итак, космический лифт - это грандиозная космическая проблема, но реализовать ее непросто. Тем более, что количество «земных» проблем на нашей планете нарастает год от года.

Библиографические ссылки

1. Ауслендер Д. Космический лифт будет готов к 2050 году // Hi-News.ru. Новости высоких технологий [Электронный ресурс]. URL: https://hi-news.ru/space/kosmicheskij-lift-budet-gotov-k-2030-godu.html (Дата обращения 23.03.2017).

2. Голованов В. Космический лифт: современные идеи и состояние их развития // Geektimes [Электронный ресурс]. URL: https://geektimes.ru/post/269976/ (Дата обращения 24.03.2017).

3. Хижняк Н. Учение рассматривают вариант строительства космического лифта из алмазных нанонитей // Hi-News.ru. Новости высоких технологий [Электронный ресурс]. URL: https://hi-news.ru/technology/uchenye-rassmatrivayut-variant-stroitelstva-kosmicheskogo-lifta-iz-almaznyx-nanonitej.html (Дата обращения 25.03.2017).

4. Хель И. Чем проект космического лифта Thoth Technology лучше других // Hi-News.ru Новости высоких технологий [Электронный ресурс]. URL: https://hi-news.ru/technology/chem-proekt-kosmicheskogo-lifta-thoth-technology-luchshe-drugix.html.

© Исаев А. В., 2017