Изглежда, че развитието на ракетната технология се доближава до границата на нейните възможности, така че учените и инженерите да се занимават с разработването и изследването на нови методи за изстрелване на товари в нискоземна орбита и извън нея. Сред най-обещаващите е идеята за "космически асансьор", представена през 1895 г. от руския учен Константин Циолковски. Доскоро се смяташе, че сегашното ниво на развитие на технологиите не позволява прилагането му, но група американски учени не са съгласни с това становище.
Предложеният проект на Циолковски на "орбиталната кула" е разработен през 60-те години на миналия век от съветския инженер Юрий Арцутанов. В своите трудове той предлага структура, модифицирана във връзка с опита, натрупан от времето на Циолковски. Прави впечатление, че Арцутанов публикува статията си „В космоса на електрически локомотив“почти година преди полета на Юрий Гагарин. В него той предложи да се използват въжета, прикрепени към спътници в геосинхронна орбита, за да се доставят товари и хора на орбита. По този начин свободно летящи въжета (ротатори) се въртят със скоростта на Земята или друго небесно тяло, което осигурява тяхното напрежение. В този случай транспортирането по кабели се извършва със значително по-ниско ускорение, отколкото със старт на ракета. Романът на известния британски писател на научна фантастика Артър Кларк „Фонтани на рая“също е посветен на изграждането на „космическия асансьор“.
Теоретично, много по-безопасен, по-евтин и по-надежден начин за разработване на околоземно пространство за изпълнение изисква преди всичко производството на кабели със сила над 65 гигапаскали (за сравнение: здравината на стоманата е 1-5 GPa, силициевото влакно е около 20 GPa). Дори ултра-силните въглеродни нанотръби на основата на графен все още не са достигнали необходимата сила (въпреки факта, че дължината на съществуващите проби обикновено не надвишава няколко сантиметра). Статия, представена за публикуване в „Космическа политика“от американски изследователи Еубанкс и Редли (оригиналът е достъпен на arXiv.org), доказва, че изграждането на космически асансьор на Луната е възможно най-вероятно с използването на полимери, налични в търговската циркулация днес.
По канапа
Първата фаза на проекта, наречена от авторите Deep Space Tether Pathfinder (DSTP), трябва едновременно да се превърне в прототип на комерсиално експлоатиран космически асансьор между Земята и Луната и важен инструмент за изследване на нашия спътник. Завъртането на DSTP ще позволи да бъдат заснети достатъчно проби за научни изследвания в кратера Shackleton, след което, около половината от въртенето на въжето, капсулата с пробите ще отиде на Земята, благодарение на ускорението, което ви позволява да изберете оптималната траектория на връщане. Устройството, най-просто казано, ще действа като катапулт, като ви позволява да премествате товари от Луната до Земята. DSTP ще може да направи само една пратка от проби, след което ще отиде в космоса - и самият той ще стане обект на проучване на влиянието на микрометеоритите върху състоянието на тетера и други фактори, т.е.важно за разбирането на работата на космическия асансьор. DSTP кабелът ще бъде дълъг 5000 км и ще тежи 2,228 кг.
При успех следващият етап може да бъде изграждането на инфраструктурата на Лунно-космическия асансьор (LKL), подходяща за преминаване в орбитата на Луната от сателитната повърхност и по-нататък към Земята. Системата трябва да бъде супер дълъг кабел, прикрепен към повърхността на Луната, минаваща през точката на Лагранж (в която теглото, фиксирано върху кабела, ще остане неподвижно спрямо две небесни тела) между Луната и Земята, приблизително на 56 хиляди км от Луната. LKL ще може да издига приблизително пет тона скала годишно от Луната и да спуска екипировка със същото комбинирано тегло до лунната повърхност.
n Промоционално видео:
Налични средства
Както отбелязват авторите на статията, за осъществяването на проекта, като се има предвид по-ниската гравитация на Луната, е възможно да се използват синтетични полимери, които вече съществуват и се предлагат в търговската циркулация, като ултрависокомолекулен полиетилен с висока плътност (UHMWPE; използван, по-специално, за производството на бронежилетки, облицовки на корабостроителни пристани В Русия има две пилотни инсталации за производство на такъв материал) и полифенилен-2, 6-безобиоксазол, произведен в Япония (PBO; търговско наименование Zylon, използва се, по-специално, за армиране на бетонни строителни блокове).
Снимка: nasa
Според изчисленията на учените, един полет на космическа мисия от класа NASA Discovery ще бъде достатъчен за реализирането на проекта. След доставката на 58,5 тона полимер на цилон до точката на Lagrange, там ще бъде оборудван "склад" от материалите, необходими за работата на асансьора. Оттам превозно средство за спускане ще бъде спуснато върху лунната повърхност, в Централния залив, по кабел, който ще се превърне в базова станция за повдигане и спускане на товари. В открито пространство ще бъде изстреляно противотежест, за да се поддържа баланс на системата; общата дължина на кабела ще достигне 278,5 хил. км. Проби от regolith, лунна почва с тегло до 100 kg ще бъдат изпратени до междинната база в Lagrange точка, използвайки капсула за многократна употреба на слънчева енергия. Не се изисква гориво за по-нататъшно прехвърляне на проби на Земята, тъй катоСлед като се отдели от кабела на разстояние приблизително 220,67 хиляди км от Луната, капсулата ще продължи да се движи по инерция и ще влезе в земната атмосфера за около 34 часа със скорост от около 10,9 км / с. За да се оцени възможният обем на товарооборот, достатъчно е да се помни, че по време на всички лунни мисии на Аполон само 382 кг реголит са били доставени на Земята.
Ако успее, вторият LKL може да бъде построен от далечната страна на Луната, с базова станция в района на кратера Липски. Както изтъкват изследователите, подобна позиция ще бъде, наред с други неща, идеално място за радиоастрономически изследвания, тъй като далечната страна на Луната е напълно изолирана от радиовълните от Земята. Авторите на проекта оценяват живота на асансьорите на пет години. В допълнение към научните изследвания и хипотетичното използване за добив, лунните асансьори биха могли да играят важна роля за изпълнението на пилотирана мисия до Марс. Според доклад, публикуван през есента на 2015 г. от международна изследователска група от Масачузетския технологичен институт, Университета Кейо и Калифорнийския институт на технологичния институт за реактивни двигатели,пусковата маса на космическия кораб към Марс може да бъде намалена с 68 процента поради използването на кислород, съдържащ се в реголита (специфична тежест 41-46 процента) за двигателите. Юбанкс и Редли посочват в своята работа, че допълнителен фактор може да бъде използването на противотежестта LKL от далечната страна на Луната за ускоряване и изстрелване на товарни кораби в орбита на Марс, за да доставят бъдещи колонии на "червената планета".
Владислав Крилов