Космические лифты
Космический лифт — гипотетическая система, в которой длинный трос тянется от поверхности Земли далеко за геостационарную орбиту, а по нему перемещаются подъёмники. Геостационарная орбита находится примерно в 35 786 км над экватором, но сам трос должен быть значительно длиннее и иметь противовес выше этой точки. Идея позволила бы поднимать грузы без разгона каждой полезной нагрузки собственной ракетой, однако рабочего земного космического лифта пока не существует.
Эту затею уже вплотную обмозговали. Японцы в 2009 году объявили конкурс: кто сможет при помощи фаловой технологии (называемой космической лестницей, небесным крюком, космическим лифтом или геостационарным орбитальным фалом) максимально быстро поднять свою команду. Немецкая конструкция забралась на высоту в 150 метров за 52 секунды. В Америке один фонд ежегодно устраивает соревнования с главным призом в 1 миллион долларов: верхолаз (пока это машина, поднимающая некий груз, но не человека) должен подняться на высоту в 1 км.
Главная нерешённая задача — материал троса. Он должен одновременно выдерживать огромные растягивающие нагрузки, иметь очень малую массу и сохранять свойства на протяжении десятков тысяч километров. Углеродные нанотрубки и графен обладают выдающейся удельной прочностью в микроскопических образцах, но изготовить из них непрерывный трос нужной длины и качества пока не умеют. Поэтому старый прогноз о строительстве рабочего лифта к 2030 году не подтвердился.
«Если законы небесной механики позволят нам зафиксировать объект в небе, почему бы не сбросить вниз трос и таким образом не устроить лифтовую систему?» Артур Ч. Кларк, писатель-фантаст
Космическая логистика
Почему вообще кому-то должно это занадобиться? Отчасти потому, что в этом есть дерзанье, но еще и оттого, что космический лифт резко уменьшит стоимость космических перевозок. Например, спутники связи будет гораздо проще доставлять в космос, роботов-монтеров — забрасывать на починку разбитых солнечных тарелок, а лунные камни — таскать на Землю регулярными грузовыми челноками. По сути, космическая логистика. Более того, если кто-то придумает что получше, такая космическая цепь доставки может быть легко демонтирована без всякого серьезного ущерба. И вот еще что: если бы нам удалось нарастить достаточно длинные провода, мы могли бы поместить их в магнитное поле другой планеты и создать гигантскую динамо-машину. Может ли что-нибудь из всего этого состояться?
Динамика троса действительно чрезвычайно сложна, но объяснять её тем, что нижняя часть «вращается медленнее» верхней, неверно. Все точки закреплённого к Земле космического лифта совершают один оборот за одинаковое время, однако их линейная скорость различается из-за разного расстояния до оси вращения. На конструкцию также влияли бы колебания, движение подъёмников, атмосфера, тепловые нагрузки, космический мусор и необходимость уклоняться от спутников.
Именно баланс гравитации, центробежного эффекта во вращающейся системе и натяжения удерживал бы трос вытянутым. Это не похоже на свободный предмет на вращающейся пластинке: космический лифт должен быть непрерывной напряжённой конструкцией, закреплённой у экватора и уравновешенной массой за геостационарной орбитой.
Лиха беда начало
У такого радикального технологического решения могут быть, опять-таки, стратегические последствия — особенно если само решение практично, воспроизводимо и надежно, страны начнут спорить, как именно им пользоваться. Если какая-нибудь относительно независимая организация вроде ООН построит такие лифты, возникнет, вне всякого сомнения, порядком ругани, кому первым на них кататься и как к ним распределяется доступ. Одного этого хватит, чтобы лифт застрял на первом этаже на долгие годы.
Но если технология окажется в руках одной страны или частной компании, раздоры могут стать не на шутку неприятными: вдруг доступ к лифту даст серьезное стратегическое преимущество в получении столь необходимых редких ресурсов или в применении оружия, базирующегося в космосе. А если к тому времени, когда лифты будут построены, условия на Земле всерьез испортятся — из-за изменений климата или размножения злонамеренных роботизированных репликантов? В таком случае может образоваться длиннющая очередь желающих приобрести билет в один конец (на космическое судно под возможным на тот момент названием «Ковчег»), и довольно быстро могло бы развиться «осатанение очереди». Может, эту проблему мы бы решили раздачей билетов в зависимости от даты рождения (см. кинофильм «Заражение») или платежеспособности — таким образом, мгновенно создав социальную поляризацию и негодование.
«Это более не научная фантастика... мы вышли из лаборатории со словами "У нас это вполне может получиться”» Дэйвид Смитермен, американский инженер, НАСА
Из-за этих и других серьезных трудностей ожидать настоящего космического лифта в ближайшее время не приходится, хотя если кому-то удастся довести до ума эту технологию, все может получиться вполне фантастическим. Один комментатор уже выступил с идеей наловить небольших астероидов с Земли при помощи очень длинной и прочной веревки, приволочь на Землю, тут расковырять их и так добыть гелий-3. Пусть у вас не перехватывает дыхание от этой затеи — и эта, и другие подобные, скорее всего, накрепко укоренятся исключительно в научной фантастике. По крайней мере, еще надолго.
Вам наверх?
С физической точки зрения концепция космического лифта не нарушает известных законов механики, но инженерные требования остаются чрезвычайно жёсткими. На 2026 год нет ни утверждённого проекта земного лифта, ни материала для его полноразмерного троса. Поэтому любые конкретные даты строительства, изображения «готовых станций» и цены следует воспринимать как концепции, а не как планы близкого будущего.
Пророчества восхитительные — и возмутительные
История частенько повторяется, но и будущее тоже, особенно когда научная фантастика предсказывает контуры грядущего, что у нее иногда получается. Такого пока не случилось, но в 1979 году Артур Кларк опубликовал роман «Фонтаны рая», в котором фигурирует некий инженер — доктор Ванневар Морган. У доктора Моргана есть гениальный, хоть и несколько радикальный замысел — построить орбитальную башню протяженностью 32 000 км с одной планеты до вершины горы на другой.
