Идея космического лифта возникла еще 1800-х годах, но в последнее время получила новых приверженцев благодаря появлению новых сверхпрочных материалов. Они необходимы, чтобы гигантская конструкция выдержала собственный вес, а также вибрации и напряжения, возникающие при транспортировке. Японская Obayashi Corp. обещала создать полноценный лифт к 2050 году. Но двое исследователей уверены, что реализовать концепцию можно раньше и при этом намного масштабнее — просто начинать строить надо не с поверхности Земли, а с геостационарной орбиты.
В статье, опубликованной на ArXiv, Зефир Пеньор и Эмили Сэндфорд описали лифт Spaceline, который соединит орбиту Земли и поверхность Луны. Концепция основана на уже имеющихся в распоряжении человечества технологиях. Трос для транспортировки капсул на Луну, то есть примерно на 384 000 км, исследователи предлагают создать из углеродных нанотрубок.
Также они разработали особую форму с утолщением в средней части, которая, по их расчетам, будет лучше сопротивляться напряжению и деформациям.
Как указывает Populat Mechanics, такой подход решает одну из традиционных проблем космических лифтов — колоссальный вес конструкции. Обычно, чтобы стабилизировать ее, в проектах предлагают гигантский противовес, вынесенный за пределы геостационарной орбиты. Центробежная сила натягивает кабель, но в то же время порождает огромные напряжения в конструкции.
Пеньор и Сэндфорд предлагают убрать из уравнения самое серьезное ограничение — земную гравитацию. Для транспортировки грузов и пассажиров на Луну их надо будет доставить на геостационарную орбиту, а затем отправить по тросу из углеродных нанотрубок на поверхность спутника, где сила тяжести в шесть раз меньше.
Смысл лифта — радикальное снижение цены доставки грузов на спутник Земли. «Линия становится частью инфраструктуры, напоминающей раннюю железную дорогу. Транспортировка людей и грузов по ней намного проще, чем путешествие в глубоком космосе», — пояснил Пеньор в интервью Futurism. Стоимость самого лифта он не называет, но при этом уверен, что с экономической точки зрения это самый реальный способ развернуть крупную лунную колонию.
Японцы из Obayashi рассчитали, что с помощью лифта доставка грузов на орбиту станет дешевле примерно в 100 раз. Можно ожидать, что в случае путешествия на Луну экономия будет еще более значительной.
Ученый также отмечает, что углеродные нанотрубки — лишь одно из возможных решений. Сейчас их производят лишь в лабораторных условиях. Очевидно, что для космического троса будут нужны промышленные масштабы, и в конечно итоге выиграет материал, производство которого будет налажено раньше всего. Пеньор говорит, что в ряде расчетов ориентировался на сверхпрочный полимер Dyneema, который уже используется в тросах для альпинистов, и он проявлял себя «отлично».
Пока, впрочем, даже скромные демонстрационные проекты космических лифтов проваливаются. Одну из таких конструкций, изготовленную японскими учеными, запускали на МКС. Два микроспутника стандарта Cubesat были соединены 10-метровым кабелем, по которому перемещалась «вагонетка» размером в несколько сантиметров. К сожалению, работу системы отследить не удалось из-за технических неполадок.
