Många känner till den bibliska berättelsen om hur människor planerade att bli som Gud och bestämde sig för att resa ett torn upp till himlen. Herren var arg och gjorde det så att alla människor började prata på olika språk och konstruktionen slutade.
Det är sant eller inte, det är svårt att säga, men efter tusentals år tänkte mänskligheten igen möjligheten att bygga en supertorn. När allt kommer omkring, om det är möjligt att bygga en konstruktion tiotusentals kilometer hög, kommer det att vara möjligt att minska kostnaden för att leverera gods till rymden med nästan tusen gånger! Rymden kommer att upphöra en gång för alla att vara något avlägset och ouppnåeligt.
Kära utrymme
För första gången betraktades begreppet rymdhiss av den stora ryska forskaren Konstantin Tsiolkovsky. Han antog att om du bygger ett 40 000 kilometer högt torn, skulle vår planetens centrifugalkraft hålla hela strukturen och inte låta den falla.
Vid första anblicken luktar denna idé som manilovism en mil bort, men låt oss tänka logiskt. Idag är det mesta av raketernas vikt bränsle som spenderas för att övervinna jordens allvar. Naturligtvis påverkar detta också lanseringspriset. Kostnaden för att leverera ett kilo nyttolast till jordens omlopp är cirka 20 000 dollar.
Så när släktingar skickar sylt till astronauterna på ISS kan du vara säker: detta är den dyraste delikatessen i världen. Även en engelsk drottning har inte råd med detta!
Att lansera en shuttle kostade NASA mellan 500 och 700 miljoner dollar. På grund av problem i den amerikanska ekonomin tvingades NASA: s ledning att stänga rymdfärjeprogrammet och lägga ut funktionen att leverera gods till ISS till privata företag.
Kampanjvideo:
Politiska problem läggs till ekonomiska problem. På grund av oenigheter om den ukrainska frågan har västländer infört ett antal sanktioner och begränsningar mot Ryssland. Tyvärr berörde de också samarbete inom astronautik. NASA fick en order från den amerikanska regeringen att frysa alla gemensamma projekt, med undantag av ISS. Som svar sa vice premiärminister Dmitry Rogozin att Ryssland inte är intresserad av att delta i ISS-projektet efter 2020 och avser att byta till andra mål och uppgifter, som att etablera en permanent vetenskaplig bas på månen och en bemannad flygning till Mars.
Troligtvis kommer Ryssland att göra detta tillsammans med Kina, Indien och eventuellt Brasilien. Det bör noteras: Ryssland skulle redan slutföra arbetet med projektet och västerländska sanktioner påskyndade helt enkelt denna process.
Trots sådana ambitiösa planer kan allt förbli på papper om ett mer effektivt och billigare sätt att leverera varor utanför jordens atmosfär inte utvecklas. Totalt spenderades över 100 miljarder dollar på byggandet av samma ISS! Hur många”greener” som krävs för att skapa en station på månen är till och med skrämmande att föreställa sig.
En rymdhiss kan vara den perfekta lösningen på problemet. När hissen är igång kan fraktkostnaderna sjunka till två dollar per kilo. Men först måste du krossa huvudet grundligt över hur du bygger det.
Säkerhetsmarginal
1959 utvecklade Leningrad-ingenjören Yuri Nikolaevich Artsutanov den första arbetsversionen av rymdhissen. Eftersom det är omöjligt att bygga en hiss från botten uppåt på grund av allvaret på vår planet föreslog han att göra det motsatta - bygga uppifrån och ner. För detta måste en speciell satellit skjutas in i en geostationär bana (cirka 36 000 kilometer), där den var tvungen att ta en position ovanför en viss punkt på jordens ekvatorn. Börja sedan montera kablarna på satelliten och sänk dem gradvis mot planetens yta. Satelliten själv spelade också rollen som en motvikt och ständigt höll kablarna spända.
Allmänheten kunde lära känna denna idé i detalj när Komsomolskaya Pravda 1960 publicerade en intervju med Artsutanov. Intervjun publicerades också av västerländska medier, varefter hela världen redan har genomgått en "hissfeber". Science fiction-författare var särskilt ivriga och målade framtidens iriserande bilder, varav ett oumbärligt attribut var rymdhissen.
Alla experter som studerar möjligheten att skapa en hiss är överens om att det största hindret för genomförandet av denna idé är bristen på ett tillräckligt starkt material för kablarna. Enligt beräkningar bör detta hypotetiska material tåla en spänning på 120 gigapascal, dvs. över 100 000 kg per kvadratmeter!
Stålstyrkan är cirka 2 gigapascal, för särskilt starka versioner - högst 5 gigapascal, för kvartsfiber - något över 20. Detta är helt enkelt monströst lite. Den eviga frågan uppstår: vad ska man göra? Utveckla nanoteknik. Kolnanorör kan bli de mest lovande kandidaterna för rollen som en kabel för en hiss. Enligt beräkningar bör deras styrka vara mycket högre än de minsta 120 gigapascalna.
För närvarande kunde det mest hållbara provet klara en stress på 52 gigapascal, men i de flesta andra fall sprängde de i intervallet 30 till 50 gigapascal. Under långvarig forskning och experiment lyckades specialister från University of Southern California uppnå ett oöverträffat resultat: deras rör kunde klara en spänning på 98,9 gigapascal!
Tyvärr var detta en enda framgång, och det finns ett annat viktigt problem med kol-nanorör. Nicolas Pugno, en forskare vid Turin Polytechnic University, kom till en nedslående slutsats. Det visar sig att även på grund av förskjutningen av en atom i strukturen hos kolrör kan styrkan i ett visst område kraftigt minska med 30%. Och allt detta trots att det längst erhållna provet av ett nanorör hittills bara är två centimeter. Och om du tar hänsyn till det faktum att kabelns längd ska vara nästan 40 000 kilometer, verkar uppgiften helt enkelt omöjlig.
Skräp och stormar
Ett annat mycket allvarligt problem är relaterat till rymdrester. När mänskligheten bosatte sig i en omloppsbana nära jorden tog den upp en av sina favorituppgifter - att krossa det omgivande utrymmet med produkterna av dess vitala aktivitet. I början var vi på något sätt inte särskilt oroliga över detta. “Utrymmet är trots allt oändligt! - resonerade vi. - Kasta papperet, så kommer hon att gå längre, surfa på universums vidder!"
Det var då vi gav upp. Alla skräp och rester av flygplan är dömda att för alltid vinda cirklar runt jorden, fångad av dess kraftfulla gravitationsfält. Du behöver inte vara ingenjör för att ta reda på vad som händer om någon av dessa bitar av skräp träffar kabeln. Därför tar tusentals forskare från hela världen sina smarta huvuden över frågan om att eliminera deponin nära jorden.
Situationen med hissens botten på planetens yta är inte heller helt klar. Ursprungligen var det avsett att skapa en fast bas vid ekvatorn för att säkerställa synkronisering med en geostationär satellit. Men det är dock omöjligt att undvika den skadliga effekten av orkanvindar och andra naturkatastrofer på hissen.
Sedan kom idén upp för att fixera basen på en flytande plattform, som skulle kunna göra manövrer och "undvika" stormar. Men i det här fallet tvingas operatörerna i omloppsbana och plattformen att utföra alla rörelser med kirurgisk precision och absolut synkronisering, annars går hela strukturen till helvetet.
Upp med hakan
Trots alla svårigheter och hinder som ligger på vår taggiga väg mot stjärnorna, borde vi inte hänga näsan och slänga detta utan tvekan ett unikt projekt på bakbrännaren. Rymdhissen är inte en lyx, utan en viktig sak.
Utan det skulle kolonisering av rymden vara extremt arbetskrävande, kostsam och kan ta många år. Det finns naturligtvis förslag om att utveckla tyngdkraftsteknik, men detta är en alltför avlägsen möjlighet, och en hiss behövs de närmaste 20-30 åren.
En hiss är nödvändig inte bara för att lyfta och sänka laster utan också som en "megasele". Med sin hjälp är det möjligt att skjuta rymdskepp i det interplanetära rymden utan att spendera enorma mängder av sådant dyrbart bränsle, som annars skulle kunna användas för att påskynda fartyget. Av särskilt intresse är idén att använda en hiss för att rengöra jorden från farligt avfall.
Till exempel kan använt kärnbränsle från ett kärnkraftverk placeras i förseglade kapslar och sedan skickas med direkt eld mot solen, för vilken en sådan booger är en bit kaka.
Men konstigt nog är genomförandet av ett sådant åtagande snarare en fråga inte om ekonomi eller vetenskap utan om politik. Vi måste möta sanningen - inget land i världen kan självständigt behärska ett sådant grandios projekt. Internationellt samarbete är oumbärligt.
Först och främst är deltagandet av USA, Europeiska unionen, Kina, Japan, Indien, Brasilien och naturligtvis Ryssland viktigt. Så, vad man än säger, måste man sätta sig vid förhandlingsbordet och röka ett fredsrör. Därför, killar, låt oss bo tillsammans, och vi kommer att lyckas!
Adilet URAIMOV