Космический лифт: современные идеи и состояние их развития. Орбитальный лифт

5 причин, почему космический лифт между Землёй и её орбитой никогда не будет построен

Поскольку человечество хоть и медленно, но всё же осваивается в космосе, возник вопрос о доставке на орбиту необходимых вещей. Ракеты не подходят — они слишком дороги при эксплуатации и вредят экологии. Ещё одна возможность — построить космический лифт, который будет связывать космос с Землёй.

Высота такой конструкции составит 35 400 км. Предполагается, что это будет сверхпрочный трос, одним концом закреплённый на поверхности планеты, а другим — в неподвижной точке выше геостационарной орбиты. По тросу поднимается подъёмник, несущий полезный груз. При подъёме груз будет ускоряться за счёт вращения планеты, что позволит на достаточно большой высоте отправлять его за пределы тяготения Земли.

Звучит вроде бы логично. Правда, здесь есть несколько сложностей, делающих и этот способ крайней непрактичным:

1. Нет достаточно прочного материала для троса

Нагрузка на трос может превышать 100 000 кг/м., так что материал для его изготовления должен обладать чрезвычайно высокой прочностью для устойчивости к растяжениям, и при этом очень низкой плотностью. Пока такого материала нет — не подходят даже углеродные нанотрубки, считающиеся сейчас самыми прочными и упругими материалами на планете.

К сожалению, технология их получения только начинает разрабатываться. Пока что удаётся получить крошечные кусочки материала: самая длинная нанотрубка, которую удалось создать — пара сантиметров в длину и несколько нанометров в ширину. Удастся ли когда-нибудь сделать из этого достаточно длинный трос, пока неизвестно.

2. Восприимчивость к опасным вибрациям

Трос будет восприимчив к непредсказуемым порывам солнечного ветра — под его воздействием он будет изгибаться, и это отрицательно скажется на стабильности лифта. В качестве стабилизаторов к тросу можно прикрепить микродвигатели, но эта мера создаст дополнительные трудности в плане технического обслуживания сооружения. Кроме того, это затруднит продвижение по тросу специальных кабинок, так называемых «альпинистов». Трос, скорее всего, вступит с ними в резонанс.

3. Сила Кориолиса

Трос и «альпинисты» неподвижны относительно поверхности Земли. А вот по отношению к центру Земли объект будет двигаться со скоростью 1 700 км/ч на поверхности и 10 000 км/ч на орбите. Соответственно, «альпинистам» при запуске надо придать эту скорость. «Альпинист» разгоняется в перпендикулярном тросу направлении, и из-за этого трос будет раскачиваться подобно маятнику. Одновременно с этим возникает сила, пытающаяся оторвать наш трос от Земли. Сила обратно пропорциональна величине прогиба троса и прямо пропорциональна скорости подъема груза и его массе. Таким образом, сила Кориолиса мешает быстро поднимать грузы на геостационарную орбиту.

С силой Кориолиса можно бороться, просто запуская одновременно двух «альпинистов» — с Земли и с орбиты, но тогда сила между двумя грузами будет растягивать трос ещё сильнее. Как вариант — мучительно медленный подъём на гусеничном ходу.

4. Спутники и космический мусор

За последние 50 лет человечество запустило в космос множество объектов — полезных и не очень. Или строителям лифта придётся всё это найти и убрать (что невозможно, учитывая количество полезных спутников или орбитальные телескопы), или предусмотреть систему, защищающую объект от столкновений. Трос — теоретически неподвижен, поэтому любое вращающееся вокруг Земли тело рано или поздно с ним столкнётся. Кроме того, скорость при столкновении будет практически равна скорости вращения этого тела, так что тросу будет причинён большой ущерб. Маневрировать трос не может, а протяжённостью обладает большой, поэтому столкновения будут частыми.

Как с этим бороться, пока не ясно. Учёные говорят о постройке орбитального космического лазера для сжигания мусора, но это уж совсем из области научной фантастики.

5. Социальные и экологические риски

Космический лифт вполне может стать объектом террористической атаки. Успешная подрывная операция нанесёт огромный ущерб и может вообще похоронить весь проект, так что одновременно с лифтом придётся выстраивать вокруг него и круглосуточную оборону.

Экологи же считают, что кабель, как ни парадоксально, может сместить земную ось. Трос будет жёстко закреплён на орбите, и любое его смещение наверху отразится на Земле. Кстати, представляете, что случится, если он вдруг оборвётся?

Таким образом, реализовать такой проект на Земле очень сложно. А теперь хорошая новость: это будет работать на Луне. Сила притяжения на спутнике куда меньше, а атмосфера фактически отсутствует. Якорь можно создать в поле силы тяжести Земли, и трос с Луны будет проходить через точку Лагранжа — таким образом, мы получаем канал связь между планетой и её естественным спутником. Такой трос при благоприятных условиях сможет переправлять на орбиту земли около 1000 тонн груза в сутки. Материал, конечно, потребуется сверхпрочный, но ничего принципиально нового изобретать не придётся. Правда, длина «лунного» лифта должна будет составить около 190 000 км из-за эффекта, названного Гомановской траекторией.

www.factroom.ru

Космический лифт

Сегодня освоение космоса – не просто всемирная идея, это цель, к которой стремится каждое отдельное государство и их коалиции в целом. Для дальнейшего изучения космоса, а также успешной колонизации планет, требуется интенсивное развитие технологий, которые могут за собой повлечь возникновение новых инструментов, средств и методов передвижения в космическом пространстве. Эксперименты, способствующие развитию подобных технологий, проводятся на орбитальных станциях вроде МКС или Тяньгун.

По этой причине, внушительная часть сегодняшних исследований в области космонавтики, направлена на повышение продуктивности работы этих станций и их экипажа, а также на снижение стоимости эксплуатации станций и обслуживания человеческого ресурса. Далее, нами рассматривается один из наиболее амбициозных и масштабных проектов в этой области – космический лифт.

Задача космического лифта

Основная цель постройки космического лифта заключается в снижении стоимости доставки грузов на орбиту Земли. Дело в том, что доставка какого-либо груза на орбитальную станцию, при помощи транспортных космических аппаратов, залача достаточно затратная. Например, один из транспортных кораблей НАСА, разработанный компанией SpaceX – Dragon, требует для своего запуска затраты в размере около 133 млн. долларов, при этом во время последней миссии («SpaceX CRS-9») корабль был загружен на 5000 фунтов (2268 кг). Таким образом, если подсчитать стоимость одного фунта, то она составит 58,6 тыс. долларов за 1 кг.

Космический лифт в представлении художника

Стоимость доставки на Международную космическую станцию полулитровой бутылки с водой составила бы 27 тыс. долларов, а кофемашины – пол миллиона долларов. По этой причине лица, организующие космические исследования, тщательно следят за целесообразностью доставляемых грузов. В некоторых случаях приходится ограничивать свои исследования самыми важными образцами, таким образом, возможно, упуская интересные результаты исследований. Сокращение же финансов на доставку грузов на орбиту Земли не только сократит давление на национальную экономику, но и расширит рынок доставляемых грузов, что в дальнейшем может повлиять на научный прогресс в целом.

Хотя постройка космического лифта – довольно затратное предприятие, его эксплуатация в дальнейшем обойдется космическим агентствам в разы меньше, нежели запуски транспортных космических кораблей.

Конструкция и принцип работы

Впервые идею космического лифта высказал основоположник теоретической космонавтики — Константин Эдуардович Циолковский, когда увидел Эйфелеву башню. Тогда он представлял себе лифт, расположенный внутри высочайшей башни. К сегодняшнему дню концепция было значительно доработана и видоизменена. Наиболее популярная концепция космического лифта состоит из четырех основных частей и представляется в следующем виде.

Первая часть – это основание. Это место располагается на поверхности Земли, к нему крепится трос и с него начинается подъем груза. Оно может быть двух видов: подвижным и стационарным. Подвижное основание, к примеру, установленное на океанском судне, способно проводить маневры уклонения троса от природных стихий, вроде ураганов и бурь. Стационарное же основание обойдется значительно дешевле, по причине уменьшения длины троса и более простого доступа к источнику энергии.

Вторая важная часть конструкции, это собственно сам трос, вдоль которого будет происходить перемещение подъемников. Его конец должен проходить через геостационарную орбиту, находясь на которой, любой объект обращается вокруг Земли с той же угловой скоростью, что и сама планета вокруг своей оси. Таким образом колебания троса будут минимальны. Толщина троса должна быть неоднородна, так как в каждой его части нагрузка разнится. То есть ближе к поверхности планеты конструкция будет вынуждена выдерживать свой собственный вес (в том числе и вес подъемников с грузом), тогда как ближе к орбите трос вынужден уравновешивать центробежную силу, направленную от Земли.

Третья часть конструкции – противовес. Его предназначение состоит в натяжении троса. Однако в перспективе его можно будет использовать также для удаленного запуска кораблей и космических грузов на другие планеты. Противовес должен располагаться за геостационарной орбитой на высоте более чем в 144 тыс. км, и представлять собой любой тяжелый объект, например, астероид или даже космический док. Если с поверхности Земли по тросу будет свободно двигаться космический аппарат, то он сможет набрать скорость, достаточную для того, чтобы выйти за пределы Солнечной системы.

Вариант реализации космического лифта

Четвертый основной компонент космического лифта – это сам подъемник. Его конструкция может быть представлена большим количеством концептов, среди которых можно выделить основной принцип работы. Как видно из представленной схемы, на подъемник будет действовать две силы: сила притяжения и сила Кориолиса. Вторая возникает в результате вращения Земли и с ее помощью подъемник воздействует на трос, прогибая его. В случае вертикального движения подъемника со скоростью 200 км/ч, трос наклоняется на 1 градус относительно поверхности планеты. Для осуществления этого подъема потребуется сила, направляющая подъемник от Земли, которой будет содействовать и горизонтальная сила Кориолиса. Вероятно, для создания подобной вертикальной силы потребуется использование эффектов электромагнетизма.

Проблемы постройки и их решения

Трос

Молекула графита

Одной из основных проблем создания подобной конструкции – трос. Важнейший атрибут требуемого троса, это высокое значение отношения его прочности к удельной плотности. В цифрах, требуемая плотность троса должна быть близка к плотности графита (2,23 г/ см3), а прочность в диапазоне 65-120 гигапаскалей. К сожалению, по сравнению с этой цифрой, прочность известных нам материалов в разы меньше. Так, например, прочность стали – 1-5 ГПа, кевлара 2,6—4,1 ГПа, кварцевого волокна около 20 ГПа. На сегодня, наиболее вероятным претендентом на роль материала для троса выступают углеродные нанотрубки. Теоретически их прочность может превышать даже 120 ГПа, однако в проведенных экспериментах нанотрубки лопались в среднем при нагрузке 30-50 ГПа. Хотя американским ученым из Университета Южной Калифорнии удалось достигнуть прочности в 98,9 ГПа, все же в эксперименте использовались однослойные нанотрубки длиною в 195 мкм. Сплетенный же с нанотрубок трос будет иметь прочность заметно ниже, чем сами нанотрубки.

Помимо троса можно использовать так называемую шину, проводящую электрический ток, приводящий в движение лифт. В роли такой шины может выступать графеновая бумага, недавно созданная в Сиднейском Технологическом университете. Диагональ таких листов графена достигает уже сегодня несколько десятков сантиметров.

Природные и искусственные препятствия

Следует также учитывать фактор природы, который представлен различными погодными изменениями вроде молний и сильных ветров. Возможное решение проблемы может заключаться в совокупности таких качеств троса как прочность и подвижность основания, что позволит избегать значительных природных угроз, и справляться с незначительными.

Сохранности космического лифта могут угрожать и такие искусственные объекты как космический мусор, который во внушительном количестве скопился на орбите Земли. Попадание мельчайшей частички, летящей на огромной скорости, в конструкцию может повлечь за собой значительные повреждения или вовсе разрушить лифт.

Источник энергии

Согласно подсчетам, вывод на низкую околоземную орбиту одной тонны груза можно потребовать мощность до десятков Гигаватт. Для сравнения, крупнейшая в мире АЭС (Касивадзаки-Карива, Япония) выдает мощность 8,2 ГВТ, один из самых мощных реактивных двигателей, советский РД-170 – 14,7 ГВт.

Проект канадской башни

Недавний патент Канадской космической компании Thoth Technology описывает проект башни высотой в 20 километров. Создание столь высокого здания возможно посредством использования сжатого газа внутри, который будет придавать жесткость конструкции. На вершину башни груз будет поднят известным способом. На вершине же будет располагаться стартовая площадка, с которой уже будут запускаться космические аппараты с указанным оборудованием. Подобная технология позволит сократить затраты на топливо на 30%, по сравнению с затратами на топливо для ракеты.

Выводы

Подводя итоги всего сказанного выше, можно отметить сложность реализации существующих концептов космического лифта, в силу отсутствия некоторых требуемых технологий, таких как материалы, инструменты и методы. Кроме того, проект потребует немалые финансовые затраты и значительные человеческие ресурсы. Вероятность скорой постройки данной конструкции возрастет в случае скооперированной работы ряда развитых государств.

Что можно сказать уже сегодня, так это лишь то, что перед человечеством стоит цель создания космического лифта, и над его разработкой трудится множество ученых по всему миру. Ежегодно совершаемые научные открытия в этой области с каждым разом все больше приближают нас к реализации такого амбициозного и масштабного проекта, как космический лифт.

comments powered by HyperComments

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Просмотров записи: 2570

spacegid.com

современные идеи и состояние их развития / Хабр

Хотя постройка космического лифта находится уже в пределах наших инженерных возможностей, страсти вокруг этого сооружения в последнее время, к сожалению, поутихли. Причина в том, что учёные пока никак не могут получить технологию для производства углеродных нанотрубок нужной прочности в промышленных масштабах.

Идею безракетного вывода грузов на орбиту предложил тот же самый человек, который основал и теоретическую космонавтику – Константин Эдуардович Циолковский. Вдохновившись увиденной в Париже Эйфелевой башней, он описал своё видение космического лифта в виде башни огромной высоты. Её верхушка как раз находилась бы на геоцентрической орбите.

Лифт-башня основывается на прочных материалах, препятствующих сжатию – но современные идеи космических лифтов всё же рассматривают версию с тросами, которые должны быть прочными на растяжение. Такую идею впервые предложил в 1959 году ещё один русский учёный, Юрий Николаевич Арцутанов. Впервые научная работа с подробными расчётами по космическому лифту в виде троса была опубликована в 1975 году, а в 1979 Артур Кларк популяризовал её в своём произведении «Фонтаны рая».

Хотя нанотрубки в данный момент признаются самым прочным материалом, и единственным, подходящим для постройки лифта в виде троса, тянущегося с геостационарного спутника, прочности получаемых в лаборатории нанотрубок пока не хватает до расчётной. Теоретически прочность нанотрубок должна быть более 120 ГПа, но на практике самая высокая растяжимость однослойной нанотрубки была 52 ГПа, а в среднем они ломались в диапазоне 30-50 ГПа. Для космического лифта необходимы материалы с прочностью 65-120 ГПа.

В конце прошлого года на крупнейшем американском фестивале документальных фильмов DocNYC был показан фильм Sky Line, в котором описаны попытки инженеров из США построить космический лифт – включая участников конкурса X-Prize от НАСА.

Главными героями фильма выступают Брэдли Эдвардс [Bradley Edwards] и Майкл Лэйн [Michael Laine]. Эдвардс – астрофизик, работавший над идеей космического лифта с 1998 года. Лэйн – предприниматель и основатель компании LiftPort, пропагандирующей коммерческое использование углеродных нанотрубок.

В конце 90-х и начале 2000-х Эдвардс, получив гранты от НАСА, плотно разрабатывал идею космического лифта, рассчитывая и оценивая все аспекты проекта. Все его расчёты показывают, что эта идея осуществима – если только появится достаточно прочное для троса волокно.

Эдвардс какое-то время заключал партнёрское соглашение с LiftPort для поисков финансирования проекта лифта, но из-за внутренних разногласий проект так и не состоялся. LiftPort закрылась в 2007 году – хотя годом ранее, в рамках доказательства работоспособности некоторых своих технологий, успешно продемонстрировала робота, карабкающегося по вертикальному тросу в милю длиной, подвешенному на воздушных шарах.

Сейчас Лэйн считает, что частный космос, сконцентрировавшийся на повторно используемых ракетах, может полностью вытеснить разработку космического лифта в обозримом будущем. По его словам, космический лифт привлекателен только тем, что предлагает более дешёвые способы доставки грузов на орбиту, а многоразовые ракеты разрабатываются именно для удешевления этой доставки.

Эдвардс же винит в стагнации идеи отсутствие реальной поддержки проекта. «Именно так выглядят проекты, которые сотни людей, разбросанные по всему миру, разрабатывают в качестве хобби. Никакого серьёзного прогресса достигнуто не будет, пока не появится реальной поддержки и централизованного управления».

Иная ситуация с разработкой идеи космического лифта в Японии. Страна славится наработками в области робототехники, а японский физик Сумио Иидзима считается пионером в области нанотрубок. Идея космического лифта здесь является чуть ли не национальной.

Японская компания Обаяши [Obayashi Company] клянётся к 2050 году представить работающий космический лифт. Руководитель компании, Йожи Ишикава [Yoji Ishikawa] рассказывает, что они работают с частными подрядчиками и местными университетами в целях улучшения существующей технологии получения нанотрубок.

Ишикава говорит, что хотя компания понимает всю сложность проекта, они не видят принципиальных препятствий для его осуществления. Также он считает, что популярность идеи космического лифта в Японии вызвана необходимостью наличия какой-то национальной идеи, сплачивающей людей на фоне тяжёлого экономического положения последней пары десятков лет.

Ишикава уверен, что хотя идея такого масштаба, скорее всего, может быть реализована только путём международного сотрудничества, Япония вполне может стать её локомотивом благодаря большой популярности космического лифта в стране.

Тем временем канадская космическая и оборонная компания Thoth Technology получила летом прошлого года патент США № 9085897 на их вариант космического лифта. Точнее, концепция предусматривает постройку башни, которая сохраняет жёсткость благодаря сжатому газу.

Башня должна доставлять грузы на высоту в 20 км, откуда они уже будут выводиться на орбиту при помощи обычных ракет. Такой промежуточный вариант, по расчётам компании, позволит экономить до 30% топлива, по сравнению с ракетой.

habr.com

Космический лифт: фантазии или реальность?

Идея создания космического лифта упоминалась в научно-фантастических произведениях британского писателя Артура Чарльза Кларка еще в 1979 году. Он писал в своих романах, что абсолютно уверен в том, что однажды такой лифт будет построен.

Но первым человеком, кому пришла в голову такая странная идея, был русский инженер и основоположник российской космонавтики Константин Эдуардович Циолковский. Вдохновленный постройкой Эйфелевой башни, он предложил построить еще более высокую башню несколько тысяч километров в высоту. Циолковский предлагал заселить космическое пространство с использованием орбитальных станций, выдвинул идеи космического лифта и поездов на воздушной подушке.

Космический лифт – это звучит фантастично. Но люди в ХIХ веке также не смогли бы поверить в появление таких технических достижений, как самолет или космический корабль. Строительная корпорация «Обаяси» в Японии уже занимается разработкой технической документации для подготовки строительства космического лифта. Стоимость проекта составляет 12 млрд долларов. Строительство объекта будет завершено в 2050 году.

Потенциальная польза от применения космических лифтов достаточно высока. Все дело в том, что преодоление земного притяжения с помощью реактивной тяги нецелесообразно. Например, чтобы запустить «Шаттл» всего один раз, требуется потратить 500 млн долларов, поэтому запуски традиционных ракет-носителей станут экономически невыгодными.

Космический лифт состоит из трех основных частей: основание, трос и противовес.

Массивная платформа в океане, представляющая основание лифта, будет удерживать один конец троса из углеродистого волокна, на конце которого расположится противовес – тяжелый объект, который будет играть роль спутника, вращающегося вслед за нашей планетой и удерживаемый на орбите за счет центробежной силы. Именно по этому тросу, протянутому в небо на высоту до ста тысяч километров, и будут подниматься в космос грузы.

Чтобы доставить килограмм груза в космос с помощью ракеты, уходит до 15 тысяч долларов. Японцы подсчитали, что для доставки на орбиту груза с таким же весом они потратят… 100 долларов

Космический лифт – это тщательно проработанная идея. Например, подсчитано, что трос нельзя делать из стали. Он просто порвется под тяжестью своего веса. Материал должен быть в 90 раз прочнее и в 10 раз легче стали.

В качестве тросов инженеры собирались использовать углеродные нанотрубки, но выяснилось, что из такого материала невозможно сплести тросы большой длины.

Совсем недавно появилось изобретение, которое может, наконец, сделать фантазии о космическом лифте реальностью. Команда исследователей во главе с Джоном Баддингом из университета Пенсильвании создала ультратонкие нанонити из микроскопических алмазов, которые по прочности существенно превосходят нанотрубки и полимерные волокна.

Токийское небесное дерево — телевизионная башня в районе Сумида, самая высокая среди телебашен мира.

Руководитель научно-исследовательского подразделения компании «Обаяси» Йоджи Ишикава считает, что ноу-хау университета Пенсильвании действительно способно приблизить человечество к космосу. Он говорит, что новый материал, разумеется, должен пройти ряд испытаний на прочность, но, похоже, это именно то, что так долго искали он и его коллеги.

Компания «Обаяси» уже построила скоростные лифты для телевизионной башни высотой около 635 метров

НАСА сейчас также вплотную занимается секретной разработкой космолифта. В перспективе появится возможность доставки на орбиту частей гигантских межпланетных кораблей и их сборки в космосе. Такой проект можно реализовать только при помощи космолифта.

Но самое главное – государство, который первым построит космический лифт, на долгие столетия монополизирует сферу космических грузоперевозок.

Иллюстрация к научно – фантастическому роману Кима Стэнли Робинсона «Зеленый Марс» с изображениемкосмического лифта, установленного на Марсе.

Источник

factor-e.ru

Космический лифт - это... Что такое Космический лифт?

Художественная фантазия: вид на космический лифт, поднимающий с Земли грузы на орбитальную станцию, — «космический порт»

Проверить информацию.

Необходимо проверить точность фактов и достоверность сведений, изложенных в этой статье.На странице обсуждения должны быть пояснения.

Косми́ческий лифт — концепция инженерного сооружения для безракетного запуска грузов в космос. Данная гипотетическая конструкция основана на применении троса, протянутого от поверхности планеты к орбитальной станции находящейся на ГСО. Впервые подобную мысль высказал Константин Циолковский в 1895 году[1][2], детальную разработку идея получила в трудах Юрия Арцутанова.

Предположительно, такой способ в перспективе может быть на порядки дешевле использования ракет-носителей.

Трос удерживается одним концом на поверхности планеты (Земли), а другим — в неподвижной над планетой точке выше геостационарной орбиты (ГСО) за счёт центробежной силы. По тросу поднимается подъёмник, несущий полезный груз. При подъёме груз будет ускоряться за счёт вращения Земли, что позволит на достаточно большой высоте отправлять его за пределы тяготения Земли.

От троса требуется чрезвычайно большая прочность на разрыв в сочетании с низкой плотностью. Углеродные нанотрубки по теоретическим расчётам представляются подходящим материалом. Если допустить пригодность их для изготовления троса, то создание космического лифта является решаемой инженерной задачей, хотя и требует использования передовых разработок и больших затрат иного рода. Создание лифта оценивается в 7—12 млрд долларов США. НАСА уже финансирует соответствующие разработки американского Института научных исследований, включая разработку подъёмника, способного самостоятельно двигаться по тросу[3].

Мифологические основы

Идея космического лифта встречается в древних мифах в виде образа гигантского дерева, достигающего верхнего мира. И если в мифологии первобытной эпохи это дерево надо найти, то в мифологии земледельческой эпохи его выращивают люди. В шумерско-аккадской мифологии роль космического лифта играет Вавилонская башня[4].

Конструкция

Есть несколько вариантов конструкции. Почти все они включают основание (базу), трос (кабель), подъёмники и противовес.

Основание

Основание космического лифта — это место на поверхности планеты, где прикреплён трос и начинается подъём груза. Оно может быть подвижным, размещённым на океанском судне.

Преимущество подвижного основания — возможность совершения маневров для уклонения от ураганов и бурь. Преимущества стационарной базы — более дешёвые и доступные источники энергии, и возможность уменьшить длину троса. Разница в несколько километров троса сравнительно невелика, но может помочь уменьшить требуемую толщину его средней части и длину части, выходящей за геостационарную орбиту.

Трос

Трос должен быть изготовлен из материала с чрезвычайно высоким отношением предела прочности к удельной плотности. Космический лифт будет экономически оправдан, если можно будет производить в промышленных масштабах за разумную цену трос плотности, сравнимой с графитом, и прочностью около 65-120 гигапаскалей.

Для сравнения, прочность большинства видов стали — около 1 ГПа, и даже у прочнейших её видов — не более 5 ГПа, причём сталь тяжела. У гораздо более лёгкого кевлара прочность в пределах 2,6—4,1 ГПа, а у кварцевого волокна — до 20 ГПа и выше. Теоретическая прочность алмазных волокон может быть немногим[на сколько?] выше.

Углеродные нанотрубки должны, согласно теории, иметь растяжимость гораздо выше, чем требуется для космического лифта. Однако технология их получения в промышленных количествах и сплетения их в кабель только начинает разрабатываться. Теоретически их прочность должна быть более 120 ГПа, но на практике самая высокая растяжимость однослойной нанотрубки была 52 ГПа, а в среднем они ломались в диапазоне 30-50 ГПа. Самая прочная нить, сплетённая из нанотрубок, будет менее прочной, чем её компоненты. Исследования по улучшению чистоты материала трубок и по созданию разных их видов продолжаются.

В эксперименте учёных из Университета Южной Калифорнии (США) однослойные углеродные нанотрубки продемонстрировали удельную прочность, в 117 раз превышающую показатели стали и в 30 — кевлар. Удалось выйти на показатель в 98,9 ГПа, максимальное значение длины нанотрубки составило 195 мкм.[5]

Технология плетения таких волокон ещё только зарождается.

По заявлениям некоторых учёных[6], даже углеродные нанотрубки никогда не будут достаточно прочны для изготовления троса космического лифта.

Эксперименты учёных из Технологического университета Сиднея позволили создать графеновую бумагу.[7] Испытания образцов внушают оптимизм: плотность материала в пять-шесть раз ниже, чем у стали, при этом прочность на разрыв в десять раз выше, чем у углеродистой стали. При этом графен является хорошим проводником электрического тока, что позволяет использовать его для передачи мощности подъёмнику, в качестве контактной шины.

Утолщение троса

Проверить информацию.

Космический лифт должен выдерживать по крайней мере свой вес, весьма немалый из-за длины троса. Утолщение с одной стороны повышает прочность троса, с другой — прибавляет его вес, а следовательно и требуемую прочность. Нагрузка на него будет различаться в разных местах: в одних случаях участок троса должен выдерживать вес сегментов, находящихся ниже, в других — выдерживать центробежную силу, удерживающую верхние части троса на орбите. Для удовлетворения этому условию и для достижения оптимальности троса в каждой его точке, толщина его будет непостоянной.

Можно показать, что с учётом гравитации Земли и центробежной силы (но не учитывая меньшее влияние Луны и Солнца), сечение троса в зависимости от высоты будет описываться следующей формулой:

Здесь — площадь сечения троса как функция расстояния от центра Земли.

В формуле используются следующие константы:

Это уравнение описывает трос, толщина которого сначала экспоненциально увеличивается, потом её рост замедляется на высоте нескольких земных радиусов, а потом она становится постоянной, достигнув в конце концов геостационарной орбиты. После этого толщина снова начинает уменьшаться.

Таким образом, отношение площадей сечений троса у основания и на ГСО (r = 42 164 км) есть:

Подставив сюда плотность и прочность стали и диаметр троса на уровне Земли в 1 см, мы получим диаметр на уровне ГСО в несколько сот километров, что означает, что сталь и прочие привычные нам материалы непригодны для строительства лифта.

Отсюда следует, что есть четыре способа добиться более разумной толщины троса на уровне ГСО:

Использовать менее плотный материал. Поскольку плотность большинства твёрдых тел лежит в относительно небольшом диапазоне от 1000 до 5000 кг/м³, здесь вряд ли получится чего-то добиться.
Использовать более прочный материал. В этом направлении в основном и идут исследования. Углеродные нанотрубки в десятки раз прочнее лучшей стали, и они позволят значительно уменьшить толщину троса на уровне ГСО.
Поднять повыше основание троса. Из-за наличия экспоненты в уравнении даже небольшое поднятие основания позволит сильно понизить толщину троса. Предлагаются башни высотой до 100 км[8], которые, кроме экономии на тросе, позволят избежать влияния атмосферных процессов.
Сделать основание троса как можно тоньше. Он все равно должен быть достаточно толстым, чтобы выдержать подъёмник с грузом, так что минимальная толщина у основания также зависит от прочности материала. Тросу из углеродных нанотрубок достаточно иметь у основания толщину всего в один миллиметр.

Ещё способ — сделать основание лифта подвижным. Движение даже со скоростью 100 м/с уже даст выигрыш в круговой скорости на 20 % и сократит длину кабеля на 20—25 %, что облегчит его на 50 и более процентов. Если же «заякорить» кабель на сверхзвуковом[источник не указан 1180 дней] самолёте, или поезде, то выигрыш в массе кабеля уже будет измеряться не процентами, а десятками раз (но не учтены потери на сопротивление воздуха).

Противовес

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 13 мая 2011.

Противовес может быть создан двумя способами — путём привязки тяжёлого объекта (например, астероида, космического поселения или космического дока) за геостационарной орбитой или продолжения самого троса на значительное расстояние за геостационарную орбиту. Второй вариант пользуется большей популярностью в последнее время, поскольку его легче осуществить, а кроме того, с конца удлинённого троса проще запускать грузы на другие планеты, поскольку он обладает значительной скоростью относительно Земли.

Угловой момент, скорость и наклон

Проверить информацию.

При движении подъёмника вверх лифт наклоняется на 1 градус, поскольку верхняя часть лифта движется вокруг Земли быстрее, чем нижняя (эффект Кориолиса). Масштаб не сохранен

Горизонтальная скорость каждого участка троса растёт с высотой пропорционально расстоянию до центра Земли, достигая на геостационарной орбите первой космической скорости. Поэтому при подъёме груза ему нужно получить дополнительный угловой момент (горизонтальную скорость).

Угловой момент приобретается за счёт вращения Земли. Сначала подъёмник движется чуть медленнее троса (эффект Кориолиса), тем самым «замедляя» трос и слегка отклоняя его к западу. При скорости подъёма 200 км/ч трос будет наклоняться на 1 градус. Горизонтальная компонента натяжения в невертикальном тросе тянет груз в сторону, ускоряя его в восточном направлении (см. диаграмму) — за счёт этого лифт приобретает дополнительную скорость. По третьему закону Ньютона трос замедляет Землю на небольшую величину.

В то же время влияние центробежной силы заставляет трос вернуться в энергетически выгодное вертикальное положение, так что он будет находиться в состоянии устойчивого равновесия. Если центр тяжести лифта будет всегда выше геостационарной орбиты независимо от скорости подъёмников, он не упадёт.

К моменту достижения грузом ГСО его угловой момент (горизонтальная скорость) достаточна для вывода груза на орбиту.

При спуске груза будет происходить обратный процесс, наклоняя трос на восток.

Запуск в космос

На конце троса высотой в 144 000 км тангенциальная составляющая скорости составит 10,93 км/с, что более чем достаточно, чтобы покинуть гравитационное поле Земли и запустить корабли к Сатурну. Если объекту позволить свободно скользить по верхней части троса, его скорости хватит, чтобы покинуть Солнечную систему. Это произойдёт за счёт перехода суммарного углового момента троса (и Земли) в скорость запущенного объекта.

Для достижения ещё больших скоростей можно удлинить трос или ускорить груз за счёт электромагнетизма.

Строительство

Строительство ведётся с геостационарной станции. Это единственное место, где может причалить космический аппарат. Один конец опускается к поверхности Земли, натягиваясь силой притяжения. Другой, для уравновешивания, — в противоположную сторону, натягиваясь центробежной силой. Это означает, что все материалы для строительства должны быть подняты на геостационарную орбиту традиционным способом, независимо от места назначения груза. То есть, стоимость подъёма всего космического лифта на геостационарную орбиту — минимальная цена проекта.

Экономия от использования космического лифта

Предположительно, космический лифт позволит намного снизить затраты на посылку грузов в космос. Строительство космических лифтов обойдётся дорого, но их операционные расходы невелики, поэтому их разумнее всего использовать в течение длительного времени для очень больших объёмов груза. В настоящее время рынок запуска грузов может быть недостаточно велик, чтобы оправдать строительство лифта, но резкое уменьшение цены должно привести к большему разнообразию грузов. Таким же образом оправдывает себя прочая транспортная инфраструктура — шоссе и железные дороги.

Пока ещё нет ответа на вопрос, вернёт ли космический лифт вложенные в него деньги или лучше будет вложить их в дальнейшее развитие ракетной техники.

Не следует забывать о лимите[9] количества спутников-ретрансляторов на геостационарной орбите: в настоящее время международными соглашениями допускается 360 спутников — один ретранслятор на угловой градус, во избежание помех при трансляции в полосе Ku-частот. Для C-частот число спутников ограничено 180.

Данное обстоятельство объясняет настоящую коммерческую несостоятельность проекта, так как основные финансовые затраты негосударственных организаций ориентированы на спутники-ретрансляторы, занимающие либо геостационарную орбиту (телевидение, связь), либо более низкие орбиты (системы глобального позиционирования, наблюдения за природными ресурсами и т. п.).

Однако лифт может быть гибридным проектом и помимо функции доставки груза на орбиту оставаться базой для других научно-исследовательских и коммерческих программ, не связанных с транспортом.

Достижения

В США с 2005 года проводятся ежегодные соревнования Space Elevator Games, организованные фондом Spaceward при поддержке NASA. В этих состязаниях существуют две номинации: «лучший трос» и «лучший робот (подъёмник)».

В конкурсе подъёмников робот должен преодолеть установленное расстояние, поднимаясь по вертикальному тросу со скоростью не ниже установленной правилами (в соревнованиях 2007 года нормативы были следующими: длина троса — 100 м, минимальная скорость — 2 м/с). Лучший результат 2007 года — преодолённое расстояние в 100 м со средней скоростью 1,8 м/с.

Общий призовой фонд соревнований Space Elevator Games в 2009 году составлял 4 миллиона долларов.

В конкурсе на прочность троса участникам необходимо предоставить двухметровое кольцо из сверхпрочного материала массой не более 2 грамм, которое специальная установка проверяет на разрыв. Для победы в конкурсе прочность троса должна минимум на 50 % превосходить по этому показателю образец, уже имеющийся в распоряжении у NASA. Пока лучший результат принадлежит тросу, выдержавшему нагрузку вплоть до 0,72 тонны.

В этих соревнованиях не принимает участие компания Liftport Group, получившая известность благодаря своим заявлениям запустить космический лифт в 2018 году (позднее этот срок был перенесён на 2031 год). Liftport проводит собственные эксперименты, так в 2006 году роботизированный подъёмник взбирался по прочному канату, натянутому с помощью воздушных шаров. Из полутора километров подъёмнику удалось пройти путь лишь в 460 метров. В августе-сентябре 2012 г компания запустила проект по сбору средств на новые эксперименты с подъемником на сайте Kickstarter. В зависимости от собранной суммы планируется подъем робота на 2 или более километров [10].

На соревнованиях Space Elevator Games с 4 по 6 ноября 2009 года прошло состязание, организованное Spaceward Foundation и NASA, в Южной Калифорнии, на территории центра Драйдена (Dryden Flight Research Center), в границах знаменитой авиабазы Эдвардс. Зачётная длина троса составила 900 метров, трос был поднят при помощи вертолёта. Лидерство заняла компания LaserMotive представившая подъёмник со скоростью 3,95 м/с, что очень близко к требуемой скорости. Всю длину троса лифт преодолел за 3 минуты 49 секунд, на себе лифт нес полезную нагрузку 0,4 кг.[11].

В августе 2010 года компания LaserMotive провела демонстрацию своего последнего изобретения на AUVSI Unmanned Systems Conference в Денвере, штат Колорадо. Новый вид лазера поможет более экономично передавать энергию на большие расстояния, лазер потребляет всего несколько ватт.[12][13]

В феврале 2012 года строительная корпорация «Обаяси» (Япония) объявила о планах по созданию космического лифта к 2050 году посредством использования углеродных нанотрубок.[14]

Схожие проекты

Космический лифт является не единственным из проектов, который использует тросы для вывода спутников на орбиту. Одним из таких проектов является Orbital Skyhook (орбитальный крюк). Skyhook использует не очень длинный, в сравнении с космическим лифтом, трос, который находится на околоземной орбите, и быстро вращается вокруг своей средней части. За счет этого один конец троса движется относительно Земли с относительно невысокой скоростью, и на него можно подвешивать грузы с гиперзвуковых самолётов. При этом конструкция Skyhook работает как гигантский маховик - накопитель вращательного момента и кинетический энергии. Достоинством проекта Skyhook является её реализуемость уже при существующих технологиях. Недостатком является то, что на запуск спутников Skyhook расходует энергию своего движения, и эту энергию будет необходимо как-то восполнять.

Космический лифт в различных произведениях

В фильме СССР 1972 года Петька в космосе главный герой изобретает космический лифт.
Одно из знаменитых произведений Артура Кларка, Фонтаны рая, основано на идее космического лифта. Кроме того, космический лифт фигурирует и в заключительной части его знаменитой тетралогии Космическая Одиссея (3001: Последняя одиссея).
В сериале «Звёздный путь: Вояджер» в эпизоде 3x19 «Rise» (Подъем) космический лифт помогает экипажу вырваться с планеты с опасной атмосферой.
В игре Civilization IV есть космический лифт. Там он — одно из поздних «Больших чудес».
В фантастическом романе Тимоти Зана «Шелкопряд» («Spinneret», 1985) упоминается планета способная производить суперволокно. Одна из рас заинтересовавшаяся планетой хотела получить это волокно именно для строительства космического лифта.
В фантастическом романе Франка Шетцинга «Limit» космический лифт действует как основное звено политической интриги в ближайшем будущем.
В дилогии Сергея Лукьяненко «Звёзды — холодные игрушки» одна из внеземных цивилизаций в процессе межзвёздной торговли поставила на Землю сверхпрочные нити, которые могли бы быть использованы для строительства космического лифта. Но внеземные цивилизации настаивали исключительно на использовании их по прямому назначению — для помощи при проведении родов.
В фантастическом романе Дж. Скальци «Обреченные на победу» (англ. Scalzi, John. Old Man’s War) системы космических лифтов активно используются на Земле, многочисленных земных колониях и некоторых планетах других высокоразвитых разумных рас для сообщения с причалами межзвёздных кораблей.
В фантастическом романе Александра Громова «Завтра наступит вечность» сюжет построен вокруг факта существования космического лифта. Существует два устройства — источник и приемник, которые посредством «энергетического луча» способны поднимать «кабину» лифта на орбиту.
В фантастическом романе Аластера Рейнольдса «Город Бездны» дается подробное описание строения и функционирования космического лифта, описан процесс его разрушения (в результате теракта).
В фантастическом романе Терри Пратчетта «Страта» присутствует «Линия» — сверхдлинная искусственная молекула, используемая в качестве космического лифта.
Упоминается в песне группы Звуки Му «Лифт на небо».
В самом начале игры Sonic Colors, можно видеть, как Соник и Теилз поднимаются на космическом лифте, чтобы попасть в Парк Доктора Эггмана.
В книге Александра Зорича «Сомнамбула 2» из серии Этногенез, главный герой Матвей Гумилев (после подсадки суррогатной личности-Маским Верховцев, личный пилот товарища Альфы, главы «Звездных борцов») путешествует на орбитальном лифте.
В повести «Змееныш» писателя-фантаста Александра Громова герои пользуются космическим лифтом «по дороге» с Луны на землю.
В цикле фантастических романов Джорджа Мартина «Путешествия Тафа» на планете «С"атлем» орбитальный лифт ведет к планетоиду, обустроенному, как космопорт.

В манге и аниме

В третьем эпизоде аниме Кибер-город Эдо с помощью космического лифта можно было подняться на орбитальный криогенный банк.
В Battle Angel фигурирует циклопический космический лифт, на одном конце которого находится Небесный Город Салем (для граждан) вместе с нижним городом (для не-граждан), а на другом конце находится космический город Йеру. Аналогичная конструкция находится и на другой стороне Земли.
В аниме Mobile Suit Gundam 00 присутствуют три космических лифта, на них также крепится кольцо из солнечных батарей, что позволяет использовать космический лифт ещё и для добычи электроэнергии.
В аниме Z.O.E. Dolores присутствует космический лифт, а также показано что может быть в случае теракта.
Космический лифт упоминается в аниме-сериале Кровь Триединства, в нём противовесом служит космический корабль «Arc».

См. также

Примечания

Литература

Ссылки

Организации

Elevator:2010 Соревнования прототипов космического лифта.
Liftport Group — Компании, занимающиеся космическим лифтом.

Разное

dic.academic.ru

Как построить работающий космический лифт

Идея космического лифта уже давно захватила сознание научных фантастов и стала предметом реальных технико-экономических исследований, проведенных НАСА и другими агентствами. Среди космических инженеров есть мнение, что это весьма привлекательная идея, но огромные сложности, связанные с созданием космического лифта, не могут быть удовлетворены технологиями и материалами, доступными в настоящее время.

Однако двое исследователей – математик и инженер-механик из Университета Джона Хопкинса, находящегося в США, предполагают, что создание лифта в ближайшем будущем вполне возможно – если его создатели будут использовать знания из биологии, и смогут построить для проекта автономные ремонтные боты.

В статье, размещенной на предпечатной странице Arxiv (и, таким образом, ожидающей экспертной оценки) Дэн Попеску и Шон Сун моделируют космический лифт, основывая свои расчеты на соотношении максимального напряжения и максимальной прочности на разрыв, обнаруженных в биологических структурах, таких как связки и сухожилия. Их значения значительно выше, чем отношение напряжения к силе, используемое в технике, при котором прочность материалов, используемых для поглощения силы, всего лишь вдвое больше разрушающей способности самой силы.

По словам авторов, такое соотношение отлично подходит для обычных проектов в области гражданского строительства, но в случае создания мегаструктур такие характеристики слишком слабы и неспособны позволить адекватно контролировать вероятность отказа.

Задумка космического лифта

Смысл космического лифта заключается в том, чтобы обеспечить способ, с помощью которого люди и грузы могли подниматься за пределы земной атмосферы без использования ракет. Эта идея была впервые предложена еще в 1895 году российским ученым Константином Циолковским.

С тех пор идея была усовершенствована, но базовая задумка не изменилась. Лифт состоит из одного троса, закрепленного в неподвижной точке земного шара (обычно на экваторе), простирающегося вверх за пределы геостационарной орбиты – на высоту около 35 786 километров.

На верхнем конце троса находится противовес. Конкурирующие силы – сила тяжести и направленная от Земли центробежная сила служат для того, чтобы держать трос натянутым, обеспечивая линию, по которой каюты или грузовые контейнеры могут быстро перемещаться вверх и вниз.

Основная проблема заключается в том, что нагрузка, прилагаемая к этому массивному длинному тросу, будет настолько огромной, что в настоящее время не существует материала, который мог бы ее выдержать.

За последние несколько десятилетий было проведено несколько масштабных конкурсов и проектов, предлагающих варианты решения этой проблемы, но ни один из них до сих пор не преуспел. Недавно, в 2014 году, компания Google работала над подобным проектом, но отложила эту идею после того, как обнаружилось что никто не смог построить сверхпрочный углеродный нанотрос размерами более, чем метр.

(Углеродные нанотрубки – большая надежда инженеров-космических лифтов, но эта надежда может быть не оправдана. В исследовании 2006 года было проведено моделирование, по результатам которого выяснилось, что при длине тросов, изготовленных на нанотрубках, в 100 000 километров, неизбежно будут иметься дефекты, достаточные для того, чтобы уменьшить его общую прочность примерно на 70%).

Попеску и Сун в своей новой статье предлагают другой подход. Хотя углеродные нанотрубки теоретически и являются естественным выбором для троса космического лифта, говорят они, тот факт, что в настоящее время они не могут быть сделаны дольше нескольких сантиметров, делает их неприменимыми. Однако, как они отмечают, хоть некоторые композиты, в которых углеродные нанотрубки легированы другими материалами, все еще слабее чем нужно, «мы быстро приближаемся к диапазонам прочности материала, необходимым для создания стабильных мегаструктур с механизмами самовосстановления».

Механизмы самовосстановления имеют решающее значение. Исследователи предлагают создать трос, который разделен на два направления – вверх, представляющий ряд сложенных сегментов, и в бок как ряд параллельных нитей. Когда какая-либо нить изнашивается, как и должно происходить со временем, воздействие на этот сегмент ограничивается, и нагрузка немедленно распределяется между соседями до тех пор, пока ремонтные боты не войдут и не заменит его.

Имея «автономный механизм ремонта», пишут исследователи, можно обеспечить надежность кабеля при высоких уровнях нагрузки, а также построить лифт с использованием более слабых материалов, что еще более приблизит реальную возможность его создания.

В основе моделирования, произведенного Попеску и Сун лег переход от инженерных стандартов к тем, которые обычно встречаются в биологии. Авторы работы отмечают, что сухожилия и связки человека могут выдерживать огромные нагрузки, очень близкие к их пределам прочности на растяжение, намного большие, чем используемые инженерами материалы.

Главной причиной этого, конечно же, является то, что сухожилия и связки обладают способностью к саморемонту, а именно это качество, в частности, отсутствует в стальных балках. По мнению исследователей, добавление этой возможности в конструкцию космического лифта означает, что больше не будет необходимости ждать, пока технологии смогут догнать наше воображение.

«Мы предлагаем дизайн мегаструктуры, который не только позволить ее составным частям выходить из строя, но и будет обладать механизмом самовосстановления для замены сломанных компонентов», – пишут они.

«Это позволит структурам работать при значительно более высоких нагрузках, не ставя под угрозу их целостность, что, в свою очередь, сделает реальностью мегаструктуры, созданные из существующих материалов».

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

alivespace.ru

Космический лифт — Posmotre.li

Внимание, комендантский час!Эта статья стала причиной массовых беспорядков и на время закрыта для редактирования. Во время комендантского часа редактировать эту статью могут только редакторы и администраторы. Просьба соблюдать предельную осторожность и предупредительность в комментариях.

«	Космический лифт будет построен через 50 лет после того, как над этой идеей перестанут смеяться	»
— Артур Кларк.

Космический лифт — это, наряду с пусковыми петлями, очень большими пушками, антигравитацией и старыми добрыми ракетами — всего лишь способ попасть на орбиту. Идея не сказать чтобы глупая, но для Земли явно неподходящая. Прежде всего потому, что троса, на котором всё это могло бы держаться, попросту не существует. Однако для небесных тел с меньшей силой тяжести это может оказаться очень удачным решением проблемы выхода на орбиту.

Если вкратце, конструкция космического лифта — это пучок тросов (или, если фантазировать дальше, некий их аналог вроде силового луча), вдоль которых ездят кабинки, которые возят какие-то грузы. Причём основное достоинство данной конструкции — в теории — это экономия средств (ибо лифту требуется, по сути, подвести ЛЭП от ближайшей атомной электростанции, и готово) и некоторая надёжность (что, ввиду наличия у нашей планеты атмосферы, мягко говоря, сомнительно). Первой идеей такого плана была сказка «Джек и бобовый стебель», про парнишку, который залез на небо по, собственно, бобовому стеблю. Потом эта идея попала в зубы фантастам, и те начали её грызть, для начала определив условия, при которых этот бобовый стебель не будет падать назад на землю.

Все помнят правило рычага и фразу «дайте мне точку опоры»? В космическом пространстве таковой точкой является геостационарная орбита, которая, к слову говоря, находится на высоте 35 786 км над уровнем моря. Для сравнения — диаметр самой планеты составляет 12 742 километра, а открытый космос официально начинается с сотни. По мнению авторов проекта, если перекинуть этот трос за геостационарную орбиту и повесить там тяжёлый грузик, то центробежная сила должна будет растянуть этот самый трос, и по нему можно будет гонять, как по рельсам. При этом «корни» лифта можно сделать двигающимися, атмосферный центр парусности — уворачивающимся от штормов, и так далее. В общем, Остапа понесло, вплоть до того, что кто-то предложил смонтировать «корень» лифта на высотном сверхзвуковом самолёте. Сама же станция будет находиться на ГСО, так как нам нужно, чтобы она висела неподвижно над одним и тем же участком поверхности круглый год.

К сожалению, осуществить эту благородную затею известными на данный момент технологиями, включая теоретические на грани фантастики вроде углеродных нанотрубок, не получится, ибо даже прочнейший трос неизбежно порвётся — если не под собственным весом, то в зажимах кабинки уж точно. Существует вариант лифта с коническим тросом, широкая часть которого крепится к орбитальной станции и лучше держит такую конструкцию тупо благодаря толщине, а до земли доходит лишь тонкая лёгкая ниточка — это в теории позволяет обойти данную проблему, но не так, чтобы очень эффективно, плюс порождает несколько новых. Поэтому не ждите чуда и лучше приберегите идею космического лифта для крупных астероидов. Вот там он как раз, во-первых, осуществим, во-вторых — придётся к месту.

Впрочем, авторам научной и не очень фантастики это редко мешает — одни просто плохо знают матчасть, другие же сознательно закрывают глаза на такие трудности, потому что пишут всё-таки про другое. Во многих произведениях в роли троса выступает силовое поле в виде силового луча, обоснованием которого тоже никто не заморачивается. Да и по большому счёту космический лифт нужен только для антуража, так как выглядит футуристично и эффектно. А потому прокатиться на лифте высотой в десятки тысяч километров или сломать его довелось уже очень многим персонажам.

Да миллион раз же было!Автор этой статьи уверен, что неоднократно видел примеры этого тропа, но не может вспомнить достаточное их количество. Может быть, вам придёт на ум ещё хотя бы парочка?

Литература[править]

«Фонтаны Рая» — научно-фантастический роман Артура Кларка, опубликованный в 1979 году. Посвящён в основном сооружению в XXII веке космического лифта, призванного максимально удешевить вывод грузов и пассажиров на орбиту Земли. Получил обе престижнейшие фантастические премии: «Хьюго» (1980) и «Небьюлу» (1979).
«3001: Последняя одиссея» — научно-фантастический роман Артура Кларка, четвёртая и последняя книга тетралогии «Космическая одиссея».
Relevation Space (космопанк) — был подвергнут атак террористов, однако, главный герой успел подняться выше места взрыва.
Сфера Великорасы — орбитальные лифты используются для доставки люксогенового сырья на орбиту Паркиды (благо оная Паркида — относительно небольшая планета)
- В этом же цикле у инопланетян-чоругов на планете, условно именуемой людьми «Арсенал», воздвигнуты орбитальные лифты.
«Завтра наступит вечность» Александра Громова — в качестве материала для троса лифта служит инопланетный энерголуч.
Пратчетт и др., «Наука Плоского мира»: в этой книге маги Незримого Университета для эксперимента создают маленькую солнечную систему из круглых небесных тел. На Круглом мире — аналоге Земли — заводится жизнь, а потом и разум. Впоследствии разумные обитатели Круглого мира строят космический лифт, и этот лифт играет важную роль в сюжете — и сам по себе, и как символ технологий, требующих больших начальных вложений, зато дальше позволяющих выполнять задачу более экономно.
- А ещё подходит — та бочка на канатах, в которой Ривсвинд с Двацветком спускались за Край Мира.
В цикле «Звёздный авианосец», над Землёй построено три лифта, как можно ближе к экватору. Сами станции являются крупными космическими поселениями и на одной из них даже располагается штаб космофлота. Наземные станции расположены в Кито (столица Эквадора), на горе Кения и остров Пулау-Лингга (около Сингапура). Станции названы в честь наземных с добавкой «супра», например «СупраКито». Упоминается, что и на Марсе есть три подобных лифта.
«Война старика» Джона Скальци — подобный лифт является единственным способом попасть в космос для землян. Лифт построен и принадлежит Колониальному союзу. Как замечает один из пассажиров, с точки зрения современной земной физики, этот лифт невозможен, так как трос заканчивается у самой станции, а не продолжается дальше к противовесу, значит имеют место какие-то неизвестные землянам инопланетные технологии, которыми Союз не желает делиться с прародиной. Сам лифт является постоянным напоминанием о техническом превосходстве Союза над Землёй.
«Повязка на глазах» — орбитальный лифт соединяет центр колонии на планете Атлас с геостационарной Платформой, которая была построена ещё до высадки на планету. Других методов сообщения между планетой и орбитой нет, так как колонии всего 200 лет, и до космической программы ещё очень далеко. Все заняты обживанием этой негостеприимной планеты. В конце книги, главгад детонирует взрывчатку, припрятанную в лифте. Взрыв возле Платформы уничтожает и её. Каторжники и их охрана на орбитальной лаборатории остаются умирать, так как больше некому доставлять им продовольствие и воздух.

Мультсериалы[править]

«Майлз с другой планеты» — один из эпизодов происходит как раз на такой станции, разработанной отцом главного героя. Из-за того, что дизайнер внёс в проект несколько собственных штрихов, персонажам пришлось сначала срочно думать, как затормозить мчащуюся к земле кабинку, точнее отправить её в обратном направлении, а затем — как вылавливать из открытого космоса, пока не раскололась. Принципы работы самого лифта, вроде бы, не объясняются, но визуально это, скорее всего, некий энергетический луч.

Аниме и манга[править]

Gunnm — манга и аниме в жанре киберпанк. Города Йеру и Салем являются противовесами на разных концах лифта, причём Салем висит в воздухе на полом тросе не касаясь поверхности земли. А в середине лифта находится орбитальное кольцо, на противоположном конце которое ещё один такой же лифт. Сам лифт расположен отнюдь не на экваторе, а над… бывшим Канзасом. То есть если бы в этом мире физика работала как надо, всю эту конструкцию порвало бы просто в момент.
«Gundam 00».
«Accel World» (5 том ранобэ).
Легенда о героях Галактики — космический лифт на Феззане

Сериалы[править]

Killjoys — во втором сезоне присутствует натуральный космический лифт находясь в котором герои должны выявить терорриста

Видеоигры[править]

Civilization IV — здесь космический лифт является одним из чудес света эпохи современности и чем ближе к Экватору город, где его возводят, тем быстрее пройдёт строительство.

Настольные игры[править]

GURPS — в сеттинге Transhuman Space он находится в Кении, а Infinity Worlds в реальности Рейх-5 в Камеруне.
Warhammer 40k — в огромных количествах на многих планетах-кузнях Империума.

Реальная жизнь[править]

В сентябре 2018 года Япония объявила о начале строительства космического лифта

posmotre.li