Люди досягли космосу понад шістдесят років тому. Але досі там побувало менше тисячі людей. Можна сказати, що це лише початок, розвідка перед справжньою спробою. І, якщо людство захоче зробити цю спробу, йому знадобляться нові засоби, щоби розширити дорогу до зірок. Та що це будуть за засоби? І чи достатньо вже технологій для цього?
Міст до космосу
У чому головна проблема космічних перевезень?
Ціна.
Ракета витрачає дуже багато палива на кожен запуск, при чому більша частина витрачається на подолання земного тяжіння. Кожен кілограм вантажу, доставлений на орбіту, коштує тисячі доларів.
Ілон Маск обіцяв знизити ціну до 200$, але він багато чого обіцяв. Його багаторазові ракети дійсно допомогли зробити перевезення дещо дешевшими, але не вирішили фундаментальної проблеми – це все ще хімічні ракети, більшу частину яких займає паливо, потрібне для подолання земного тяжіння.
Але що було б, якби кораблям не потрібно було б дотягувати до космосу на ракетній тязі? Якби нас з космосом єднав міст, по якому можна було б просто переправити вантаж?
І ідея такого моста з’явилася. Це — космічний ліфт.
Ще у 1895 році була запропонована ідея побудувати башту, по якій кораблі можна було б підіймати до космосу. Артур Кларк популяризував її у 1979, випустивши роман «Фонтани раю».
Ідея не змінилася. Космічний ліфт починається на Землі, де знаходиться його якір — це споруда, до якої приєднаний надзвичайно легкий і міцний трос. По тросу їздить кабіна ліфта — від поверхні до противаги. Противага — це важкий об’єкт у космосі, якій рухається з обертанням Землі й натягує трос ліфта. Противагою може слугувати маса зібраного космічного сміття чи спеціально побудована станція.
Якір має знаходитися на екваторі, щоби обертання Землі допомагало кабіні злітати до космосу. Пропонувалися проєкти, де споруду буде побудовано на землі (але це має бути геологічно стабільний регіон), чи на морській платформі. До того ж регіон має бути політично безпечним — бо споруда за мільярди доларів — це наче приманка для терористів.
Та у наш час, з розвитком технічних можливостей, періодично з’являються проєкти цієї божевільної споруди – їх представляли японська будівельна компанія «Obayashi» і міжнародний консорціум ISEC, спеціально створеного для побудови ліфта.
Але він досі не побудований. У чому ж полягає проблема?
Астрономічна висота
Є сайт «Space elevator», де красиво показано, як атмосфера від поверхні стає все тонше і тонше, і як корабель долає хмари, озоновий шар і зону північного сяйва, злітаючи у космос. Він покриває відстань від 0 до 100 км. На висоті у 300 км знаходиться Міжнародна Космічна Станція.
Але щоби космічний ліфт висів над однією точкою Землі, він має знаходитися на геостаціонарній орбіті, на висоті у 35 786 кілометрів.
«Єдина технологічна проблема – це підбір матеріалу для троса, — говорить Пітер Суон, президент консорціуму ISEC, — Усе інше ми можемо побудувати вже зараз».
Але ця «єдина технологічна проблема» надзвичайно складна. Матеріал має мати небувалий рівень міцності, щоби витримати вагу такого довгого троса і навантаження від натягу. До того ж він має втримати зіткнення з космічним сміттям. Навіть карбонові нанотрубки, що у 13 разів міцніше за сталь — недостатні.
Вирішенням можуть бути надтонкі алмазні нитки, але їх ще не навчилися створювати у достатніх обсягах. Інші варіанти — графен чи кевларові нитки. Вчені розраховують, що кевларових ниток було б достатньо — якби ліфт був побудований на Місяці.
Фабрики Місяця
Тяжіння Місяця у шість разів менше за земне. З нього легше стартувати, і він знаходиться ближче за будь-яку планету. Тож, якби ми змогли зробити металургійні заводи на Місяці й будувати ліфт і космічні станції Землі за допомогою матеріалів з супутника, це могло б вийти дешевше і простіше, ніж коли б ми будували все на Землі й долали її тяжіння. Все одно космічний ліфт треба починати будувати з космосу. А з розвитком індустрії Місяцю буде потрібен власний ліфт…
Чи деякий засіб простіше?
Підкорення Місяця — це тема для окремої статті, а наприкінці цієї ми розглянемо засіб, який не потребує надзвичайних матеріалів, і який доступний вже з нашим рівнем технології.
Ім’я йому — Skyhook.
Космічний крюк
«Skyhook» не знаходиться у тисячах кілометрів — достатньо сотні. Йому не потрібні чарівні нитки — достатньо поліетиленів і термостійкого зейлону (Zylon). Він був розроблений компаніями NASA і Boeing.
Сенс у тому, щоби запустити на орбіту важкий супутник, що буде обертатися. Ракета чи навіть висотний літак підійматиме вантаж, крюк ловитиме його, і, обернувшись, наче катапульта-требушет, запускатиме на вищу орбіту.
Але кілька проблем є й у космічного крюка.
- По-перше, щоб не впасти з орбіти, він має бути на два порядки важчим за вантаж.
- По-друге, після запуску вантажу на вищу орбіту він сам зійде дещо нижче, а при прийманні вантажу з космосу сам підійметься вище.
Тож, щоб він не падав і не сходив з орбіти, потрібно, щоби був ідеальний баланс між потоком вантажів у космос та з космосу. Тож космічний крюк краще підійшов би Місяцю, якби на ньому була створена колонія.
Поки що немає таких засобів, які могли б полегшити вихід людства у космос, і при цьому не мали б багатьох проблем. Ці проблеми могли б бути вирішені — якби людство замість того, щоб воювати за повернення імперій чи сфер впливу, об’єднало свої зусилля і направило їх на розв'язання цих проблем. Саме це вартий виклик для нашого розуму. Космос — не просто примха чи питання національного престижу: ми досі живемо технічними досягненнями першої Космічних перегонів. Це був єдиний період в історії людства, коли воно розвивало технології так швидко — і не для того, щоб вбивати. Незвичайні технічні рішення з’являються тоді, коли з’являться незвичайні задачі, а космос — це нескінченне джерело таких задач, не схожих одна на одну.
Тому людству потрібен космос — щоби розвиватися і дізнаватися більше. Як про світ, так і про нас самих – бо тільки побачивши Землю зі сторони, космонавти розуміли, наскільки вона тендітна і дорогоцінна. І іноді, щоб розв'язувати проблеми, треба поглянути на предмет ззовні.
Іван Синенко
