Лифт с Земли до Луны уже в скором будущем заменит ракеты

Долгое время высокая стоимость путешествий на орбиту сдерживала космические исследования. Однако ученые Зефир Пенуар из Кембриджа и Эмили Сэндфорд из Колумбийского университета предложили луноход «космическая линия», который может значительно сократить затраты и изменить подход к освоению космоса.

Ракеты создают тягу, выталкивая топливо, что требует значительного его количества и увеличивает затраты, усложняя конструкции. Инженеры ищут более эффективные способы преодоления гравитации, и одним из наиболее привлекательных решений считается космический лифт.

Эта концепция предполагает создание троса, протянутого от Земли до геостационарной орбиты, которая находится на высоте около 42 тыс. км. Транспортные средства на солнечной энергии смогут подниматься по этому тросу, избавляя от необходимости брать с собой топливо. Хотя физические принципы кажутся понятными, инженерия сталкивается с серьезными трудностями.

Одним из главных препятствий является прочность материала: трос должен выдерживать серьезные усилия на разрыв. Даже самые прочные углеродные полимеры не могут пока справиться с такими нагрузками.

Пенуар и Сэндфорд предлагают альтернативу традиционной концепции космического лифта. Вместо того чтобы крепить трос к Земле, они рассматривают возможность привязки его к Луне. В этом случае конструкция будет направлена к Земле, но остановится на границе атмосферы в области, известной как точка Лагранжа. В этой точке гравитационные силы Земли и Луны уравновешивают друг друга. Данная область может сыграть ключевую роль в создании космической линии.

Ниже точки Лагранжа гравитация Земли будет тянуть трос вниз, тогда как над этой точкой гравитация Луны будет притягивать трос вверх. Такой подход значительно снижает нагрузку на трос, что делает концепцию более жизнеспособной, особенно с учетом использования современных высокопрочных материалов, таких как углеродные полимеры, включая Zylon.

После завершения строительства космическая линия способна произвести настоящую революцию в области космических путешествий. Исследователи оценивают, что количество топлива, необходимое для достижения Луны, может снизиться на треть по сравнению с текущими показателями. Это открывает беспрецедентные возможности для изучения и освоения Луны.

Пенуар и Сэндфорд выделяют еще одно важное преимущество этой идеи: космический трос обеспечит безопасный доступ к точке Лагранжа — области с особыми характеристиками. Они указывают: «Закрепив трос, который будет связан с Луной и глубоко погружен в гравитационное поле Земли, мы сможем создать надежный и проходимый маршрут, позволяющий свободно перемещаться между поверхностью Земли и Луной».

Точка Лагранжа — идеальное место для создания и обслуживания космической инфраструктуры благодаря низкому гравитационному градиенту. В отличие от околоземной орбиты, где инструменты и оборудование легко улетают, объекты в точке Лагранжа остаются на месте надолго. Здесь также мало космического мусора и метеороидов, что снижает риски для космических миссий.

Точка Лагранжа представляет собой стабильную платформу, способную поддерживать различные научные и технологические проекты. Как отмечают Пенуар и Сэндфорд, это место можно считать базовым лагерем для реализации передовых экспериментов и космических миссий. Среди потенциальных проектов могут быть космические телескопы, ускорители частиц, детекторы гравитационных волн и даже электростанции.

Исследователи подчеркивают, что точка Лагранжа практически не была объектом изучения в рамках предыдущих миссий, а орбиты, проходящие через эту область, отличаются хаотичностью, что заметно снижает риск столкновения с метеороидами.

Создание космической линии сделало бы возможными частые и экономически выгодные путешествия между Землей, точкой Лагранжа и Луной. Это, в свою очередь, могло бы стать стимулом для формирования постоянного человеческого присутствия в космосе, что открыло бы новые горизонты как для научных исследований, так и для коммерческих инициатив.

Космическая линия представляет собой не просто концепцию будущего, а реалистичное направление, основанное на современных технологиях. Исследования Пенуара и Сэндфорда демонстрируют, что с помощью имеющихся материалов и инженерных решений человечество может совершить значительный прогресс в освоении космоса.

Хотя начальные вложения могут оказаться значительными, потенциальные долгосрочные выгоды способны кардинально изменить подход к космическим путешествиям. Затраты на запуски значительно снизятся, и станет возможным более эффективное транспортирование крупных грузов.

Снижение затрат и упрощение доступа в космос открывают новые горизонты для его освоения. Теперь можно мечтать о создании лунных баз и межпланетных миссий. Это не только решение технических задач, но и путь к будущему, полному открытий.

Ранее датская дизайн-студия SAGA завершила строительство четырехкомнатного учебного центра, который будет использоваться для подготовки американских и европейских специалистов по космонавтике к жизни на Луне.