Институт космических исследований РАН провел испытания тросов для космической тросовой системы, предназначенной для переброски космических кораблей между Землей и Луной. Такие же тросы можно применять и в другом проекте — космическом лифте, способном существенно уменьшить стоимость доставки грузов на орбиту.

Над созданием таких тросов параллельно работают и американские ученые. Компания LiftPort смело заявляет, что лифт на небо планируется запустить ровно через 57 лет после первого полета человека в космос, а именно 12 апреля 2018 года.

Впервые идея космического лифта была сформулирована Циолковским в 1895 году. Он писал, что для самого дешевого вывода на орбиту космических кораблей на Земле нужно построить огромную башню, внутри которой будет двигаться подъемник. Современные ученые определили, что из-за отсутствия сверхпрочных материалов такую башню построить нельзя. Но вот с появлением нанотехнологий вероятность постройки чуть измененной конструкции подъемника стала реальностью.

Всерьез об этом заговорили в начале 90-х годов прошлого века, когда были изобретены углеродные нанотрубки. Концепция лифта довольно проста. На экваторе в океане находится огромная платформа, к которой прикреплен один конец троса. Другой конец крепится к спутнику, находящемуся в зоне геостационарных орбит, на высоте чуть меньше 36 тыс. км. Скорость движения спутника равна скорости вращения Земли вокруг своей оси. Поэтому спутник, если смотреть с земли, будет всегда находиться в одной и той же точке неба. По тросу будет перемещаться капсула с грузами и людьми. Идея, в общем-то, проста, но основная проблема заключалась в том, чтобы разработать и получить прочный трос длиной 36 тыс. км.

Все до сих пор существующие образцы при такой гигантской длине могли порваться даже под тяжестью собственного веса. И разработки российских и американских ученых, осуществленные в последнее время при помощи нанотехнологий, помогают решить эту проблему. «Мы проделали огромную работу по проекту транспортной системы Земля — Луна — Земля, — рассказывает РБК daily руководитель научной группы Института космических исследований РАН, доктор физико-математических наук Игорь Сидоров. — Тросы мы предложили сделать из кевлара — сверхпрочного материала с добавлением нановеществ. Волокно имеет небольшой вес и повышенную стойкость к различным воздействиям. Материал негорючий и термостойкий и при равном весе в пять раз прочнее стали».

Тросы такой конструкции, по мнению ученых, способны выдерживать огромные нагрузки и могут применяться в космических лифтах. Технология производства предусматривает, что трос должен иметь одинаковую толщину и прочность на всем протяжении и должен быть целиковым, то есть «сплетенным» за один раз.

Испытания таких тросовых систем уже проходят в США. Американская компания LiftPort уже опробовала прототип космического лифта. Испытания проходили в пустыне Аризоны. Роль спутника земли выполняли большие надувные шары, запущенные на высоту 1,5 км. К шарам крепился канат, по которому вверх поднимался робот. Испытания троса прошли успешно, однако подкачал робот, который смог подняться только на высоту 460 м, после чего у него сели батареи. Представители компании объяснили, что робот играл в испытаниях второстепенную роль. Главное было пронаблюдать, как будет вести себя трос. «Во время испытаний трос отлично справился со своей задачей, — заявил президент компании LiftPort Майкл Лейн. — Пока идет работа по созданию троса, мы уже думаем над тем, как можно еще использовать космический лифт. Возможно, это будет платформа для более экономичного выведения на орбиту космических кораблей и грузов, запускаемых затем к Марсу, Луне или другим планетам».

Американское космическое агентство NASA уже объявило конкурс на создание двигателей космических лифтов. Самым эффективным их типом специалисты посчитали лазерные двигатели. Разработкой таких реактивных систем занимаются и в России. Исследователи из НИИ комплексных испытаний оптико-электронных приборов и систем, что в городе Сосновый Бор под Санкт-Петербургом, совместно с коллегами из Института лазерной физики РАН и Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН создали несколько первых действующих моделей лазерных двигателей. Суть изобретения в том, что двигатель работает на энергии лазерного луча, посылаемого с земли. На двигателе луч фокусируется с помощью системы зеркал и подается в камеру сгорания, где и происходит горение топлива. Основное преимущество лазерных двигателей состоит в том, что сама двигательная установка находится на земле. Это позволяет существенно уменьшить вес космического лифта.

В то же время, несмотря на успехи ученых, эксперты с осторожностью говорят о перспективах реализации проектов космических подъемников. «Возможно, идею классического космического лифта и удастся когда-нибудь реализовать, но не в ближайшем будущем, — рассказывает РБК daily эксперт Института космических исследований РАН Юрий Зайцев. — Этому препятствует ряд технических и финансовых проблем. К сожалению, эта программа у нас не является приоритетной и на нее не выделяются средства. А проект требует колоссальных вложений».

Кроме того, ученым еще предстоит найти способ защиты пассажиров лифта от космической радиации. Также непонятно, как быть с лифтом в случае его отказа. Лифт с людьми может просто застрять на полпути в космос. А разрыв троса приведет к трагическим последствиям. «Создание космического лифта — идея перспективная и заслуживающая внимания, — говорит представитель NASA доктор Роберт Кассанова. — Но, подробно исследуя эту проблему, я пришел к выводу, что имеются технические и финансовые проблемы. В результате чего, по моим подсчетам, лифт нужно ждать не раньше чем через 50 лет».

Смогут ученые или нет реализовать свои замыслы, покажет время. Но, по мнению большинства аналитиков, в мире еще не придумано более экономичного способа выведения грузов на орбиту, чем подъем их на лифте, а потому для развития такого проекта есть масса экономических предпосылок. Сегодня запуск шаттла в космос обходится минимум в 300 млн долл., не считая аренды космодрома. А стоимость отправки в космос 1 кг груза составляет от 10 до 30 тыс. долл. Космический же лифт позволит сократить стоимость доставки на орбиту 1 кг груза до 500 долларов. Еще одним из достоинств подъемника является оперативность доставки грузов в космос и обратно.

СВЕТЛАНА БУДИЛКОВА

01.12.2006

РБК daily