"...рельсы за пределы атмосферы до высоты 300 верст, по которым движется поезд со скоростью 8 верст в 1 секунду с тем, чтобы в его вагонах тяжесть уничтожалась центробежной силой...", "...тяжесть понемногу уменьшается, не изменяя направления; на расстоянии 34 тысяч верст совсем уничтожается, затем выше опять обнаруживается с силой, пропорциональной удалению от критической точки, но направление ее обратно, так что человек головой обращается к Земле, которую видит у себя сверху..."

Константин ЦИОЛКОВСКИЙ. "Грезы о Земле и небе". 1891

В наш век развитой ракетной промышленности иногда приходится задумываться о более простых, экономичных и экологически чистых способах доставки полезной нагрузки на околоземную орбиту. Одной из идей является создание космического лифта, принцип работы которого изложил ещё Константин Циолковский аж в 1895 году.

Идея довольно проста: трос удерживается одним концом на поверхности планеты (Земли), а другим - в неподвижной над планетой точке выше геостационарной орбиты (ГСО) за счёт центробежной силы, по тросу поднимается подъёмник, несущий полезный груз и при подъёме груз будет ускоряться за счёт вращения Земли, что позволит на достаточно большой высоте отправлять его за пределы тяготения Земли.

В советскую эпоху покорения космоса два оригинальных проекта разработали ученые Юрий Арцутанов и Георгий Поляков. И обе методики, были впервые представлены общественности в "Комсомольской правде" в 1960 и 1983 годах. Научные статьи на эту тему появлялись и в Европе, и в США.

Однако, выйдя на балкон, мы не видим вдалеке огромную конструкцию под названием "космический лифт". По телевизору не слышим, а в газете или интернете не читаем о том, что такой-то груз был доставлен на космическую станцию посредством лифта. Почему? А потому, что до середины 90-х годов прошлого века человечество не могло создать такой трос, чтобы он был прочным, для удерживания контейнеров с грузом и не разрывался под тяжестью собственного веса. Так же он должен быть легким, чтобы его без проблем можно было поднять в космос существующими ракетами. К примеру, если его делать из стали, то потребовалась бы "труба" не менее трех метров в диаметре. Это нереально.

А вот в середине 90-х в Японии изобрели принципиально новый материал - углеродные нанотрубки. Трос, "сплетенный" из цилиндрических молекул углерода, в 50 раз прочнее стали и в сотни раз легче. В Массачусетском технологическом институте по заказу NASA уже изготовили 90-метровый отрезок и пустили ездить по нему вверх-вниз грузовую платформу, работающую от автономного источника питания. По сути, испытали модель первого космического лифта.

Так почему же реального космического лифта нет до сих пор?

На создание Массачусетского лифта было потрачено около 30 миллионов долларов. А вот постройка уже настоящего лифта обойдется в 8 миллиардов!

Да, строительство космических лифтов обойдётся дорого, но их операционные расходы невелики, поэтому их разумнее всего использовать в течение длительного времени для очень больших объёмов груза. В настоящее время рынок запуска грузов может быть недостаточно велик, чтобы оправдать строительство лифта, но резкое уменьшение цены должно привести к большему разнообразию грузов. Таким же образом оправдывает себя прочая транспортная инфраструктура- шоссе и железные дороги.

Однако коммерческий успех проекта пока несостоятелен, так как основные финансовые затраты негосударственных организаций ориентированы на спутники-ретрансляторы, занимающие либо геостационарную орбиту (телевидение, связь), либо более низкие орбиты (системы глобального позиционирования, наблюдения за природными ресурсами ит.п.). А так как в настоящее время международными соглашениями допускается 360 спутников- один ретранслятор на угловой градус, во избежание помех при трансляции в полосе Ku-частот, а для C-частот число спутников ограничено 180, то космический лифт минимально пригоден для массовых запусков на геостационарную орбиту.

Однако лифт максимально пригоден для освоения внешнего космоса и Луны в частности. Поэтому NASA не смущают затраты в миллиарды долларов и в 2018 году американцы планируют отправить грузовую платформу прямиком в космос.

В США с 2005 года проводятся ежегодные соревнования Space Elevator Games, организованные фондом Spaceward при поддержке NASA. В этих состязаниях существуют две номинации: "лучший трос" и "лучший робот (подъёмник)".

В конкурсе подъёмников робот должен преодолеть установленное расстояние, поднимаясь по вертикальному тросу со скоростью не ниже установленной правилами (в соревнованиях 2007 года нормативы были следующими: длина троса- 100м, минимальная скорость- 2 м/с). Лучший результат 2007 года - преодолённое расстояние в 100м со средней скоростью 1,8 м/с.

Общий призовой фонд соревнований Space Elevator Games в 2009 году составлял 4 миллиона долларов.

В конкурсе на прочность троса участникам необходимо предоставить двухметровое кольцо из сверхпрочного материала массой не более 2 грамм, которое специальная установка проверяет на разрыв. Для победы в конкурсе прочность троса должна минимум на 50% превосходить по этому показателю образец, уже имеющийся в распоряжении у NASA. Пока лучший результат принадлежит тросу, выдержавшему нагрузку вплоть до 0,72 тонны.

В этих соревнованиях не принимает участие компания Liftport Group, получившая известность благодаря своим заявлениям запустить космический лифт в 2018 году (позднее этот срок был перенесён на 2031 год). Liftport проводит собственные эксперименты, так в 2006 году роботизированный подъёмник взбирался по прочному канату, натянутому с помощью воздушных шаров. Из полутора километров подъёмнику удалось пройти путь лишь в 460 метров. Следующим этапом компания планирует провести испытания на тросе высотой 3км.

В России есть свой современный проект космического лифта. Его разработал и технически обосновал профессор кафедры теоретической физики Астраханского педагогического университета доктор физ.-мат. наук Георгий Поляков.

Главное его отличие от американского - из нанотрубок надо "вязать" не трос, а ленту. И с Земли до космической станции проложить конвейер, чем-то похожий на тот, по которому в аэропортах едут чемоданы. Тогда двигатель, приводящий конвейер в движение, можно будет установить на Земле, а не на грузовой платформе. Что проще и надежнее. По расчетам Полякова, стоимость доставки груза снизится еще раз в 5 по сравнению с американским вариантом. Но...

- Космический лифт я начал разрабатывать еще с середины 60-х годов, на эту тему защищал докторскую диссертацию, - рассказывает Георгий Григорьевич. - Мой проект одобрили во всех институтах и инстанциях, я получил авторское свидетельство на изобретение. И если бы во времена СССР существовал материал, подобный нынешним углеродным нанотрубкам, то уверен - мы бы построили лифт в космос уже давно. Но сейчас мне отвечают, что на это нет денег.

На прошлой неделе астраханский профессор приезжал в Москву. И через американское посольство обратился к NASA c предложением изучить свой проект.

- Думаю, они должны заинтересоваться. А дешевый космический лифт, как говорил Циолковский, должен служить всему человечеству.

По материалам http://kp.ru и http://ru.wikipedia.org.