The Space Elevator Construction Concept

Японская строительная компания Obayashi Corporation объявила о том, что к 2025 году начнет строительство гигантского космического лифта. Титанический проект, впервые предложенный в 2012 году, предполагает строительство конструкции протяженностью до 96 000 километров и может стоить до 100 миллиардов долларов. В конечном итоге это позволит значительно улучшить доступ в космос, в частности, сократить время полета на Марс до 3 месяцев (или даже 50-60 дней в лучшем случае). По оценкам компании, работы могут начаться уже в 2050 году. Несмотря на достижения в области двигательной техники, космические полеты все еще остаются чрезвычайно дорогими. В частности, они должны нести как топливо, необходимое для взлета и полета в космос, так и полезную нагрузку (пассажиров, грузы и другие устройства). Любая дополнительная масса требует дополнительного топлива, поэтому большая часть ракеты отводится под хранение топлива. Например, чтобы вывести спутник на низкую околоземную орбиту с помощью одноступенчатой ракеты, одно только топливо составляет 95 % от общего веса ракеты. В результате чистая стоимость одного килограмма полезной нагрузки составляет более 2 000 долларов. Космические лифты могут изменить ситуацию, устранив необходимость в топливе для транспортировки грузов, что может стать более устойчивой и экономичной альтернативой. Они также могут произвести революцию в доступе к космосу, значительно сократив время полета. Однако создание такой инфраструктуры сопряжено со значительными трудностями. Тем не менее, компания Obayashi Corporation надеется начать строительство первого в мире космического лифта к 2025 году. Согласно интервью Business Insider, в настоящее время компания находится на стадии предварительного проектирования, продвижения и поиска партнеров. Титанический проект стоимостью 100 миллиардов долларов Концепция космического лифта представляет собой мегаструктуру, состоящую из противовеса (спутника на геостационарной орбите), расположенного в космосе и закрепленного на поверхности Земли с помощью сверхпрочного кабеля. Противовес расположен достаточно далеко от поверхности Земли, чтобы связь поддерживалась за счет механического напряжения, создаваемого вращением планеты (центробежной силы). Это то же самое физическое явление, которое используется спортсменами для метания молота. Чтобы попасть в космос, нужно просто использовать «альпинистов», прикрепленных к тросу. Лифт, предложенный корпорацией Obayashi, состоит из 5 секций, протянутых по кабелю длиной 96 000 км. Первая секция представляет собой плавучий наземный порт в море, расположенный на экваторе. Затем кабель крепится к люку, расположенному на границе низкой околоземной орбиты, на высоте 23 750 километров. Следующая конструкция — станция на геостационарной орбите на высоте 36 000 километров над землей, питающаяся от солнечной станции. Еще одна станция на расстоянии 57 000 километров предназначена для облегчения путешествий на Марс. Противовес, помимо его пользы для поддержания натяжения троса, будет способствовать исследованию остальной части Солнечной системы, в частности, для освоения ресурсов других планет или астероидов, утверждает компания. По оценкам компании, общая стоимость такой масштабной инфраструктуры может составить до 100 миллиардов долларов. Однако инвестиции могут быть компенсированы снижением стоимости транспортировки с помощью лифта — от 57 до 227 долларов за 453 грамма. Для сравнения, SpaceX берет 1227 долларов за тот же вес полезной нагрузки на ракете Falcon 9 (самой дешевой на рынке). Кроме того, инфраструктура позволит сократить время полета на Марс до 3 месяцев по сравнению с 6-8 месяцами при использовании нынешних технологий. Значительные технические трудности Однако важно помнить, что такой проект неизбежно столкнется со столь же серьезными трудностями. Некоторые эксперты даже считают, что подобная инфраструктура вряд ли увидит свет в ближайшее время. Одна из причин этого — нехватка материалов, необходимых для ее строительства. По оценкам одного из исследователей, например, если лифт будет построен из стали, то для этого потребуется больше углерода и железа, чем Земля может вместить в себя. Чтобы преодолеть эту проблему, исследователи Obayashi предлагают обратиться к углеродным нанотрубкам, которые очень прочны и могут производиться в больших количествах. Однако самые длинные углеродные нанотрубки, которые производятся в настоящее время, имеют длину всего около 70 сантиметров. С другой стороны, кабель должен быть достаточно прочным, чтобы не сломаться под воздействием экстремальных нагрузок. Механические нагрузки включают в себя не только постоянное натяжение системы и земные погодные явления, но и возможные удары мусора и других небольших космических объектов. Тем не менее, производитель считает, что долгосрочные выгоды значительно перевесят капитальные и временные затраты на его разработку.