Знание-сила, 2007 № 04 (958) - [31]
Многие люди, что-то слышавшие об этом проекте, обычно связывают его с именем британского фантаста Артура Кларка — и действительно, Кларк популяризировал эту идею в одном из своих романов («Фонтаны Рая»), но он не был ни единственным, ни первым. О «космическом лифте» писали многие фантасты — Дэйвид Геррольд в «Прыжке с планеты», Ким Стенли Робинзон в «Красном Марсе», Бен Бова в «Меркурии», Хайнлайн в «Пятнице» и другие, а первым, кто вообще высказал эту мысль, был все тот же великий зачинатель космонавтики К.Э. Циолковский, и сделал он это ни много ни мало — еще в 1895 году.
Вдохновленный Эйфелевой башней, он в одной из своих статей описал огромную башню, с которой в космос поднимается веретенообразный трос, несущий на своем конце «Небесный дворец». Дворец этот, по мысли Циолковского, должен был висеть над Землей на высоте 35 790 километров — так называемой геостационарной орбиты; она называется геостационарной потому, что спутник на такой высоте обращается вокруг Земли с той же скоростью, с которой вращается она сама, и потому будет постоянно находиться над одной и той же точкой земной поверхности. Как представлял себе Циолковский, из этого «Небесного дворца» поднявшиеся туда на лифте космонавты будут отправляться в межпланетные перелеты.
Иллюстрации Ю. Сарафанова
Следующий шаг в разработке этой совершенно фантастической, как тогда казалось, идеи Циолковского был сделан также в России. В 1957 году Юрий Арцутанов обратил внимание на тот факт, что колоссальный — а значит, и тяжелый — трос, свисающий с геосинхронного спутника до самой Земли, образует вместе со спутником систему, центр тяжести которой окажется ниже геосинхронной орбиты, так что вся эта система не будет оставаться в покое относительно Земли. Поэтому он предложил одновременно со спусканием троса со спутника вниз выдвигать также второй трос, только в противоположную сторону, вверх, для уравновешивания тяжести первого троса, чтобы общий центр тяжести всей тройной системы все время оставался на геосинхронной орбите. Кроме того, он понял также, что нагрузка на трос будет возрастать по мере увеличения его длины, и потому сам трос должен быть толще к дальнему концу, чем в начале. Эти свои соображения Арцутанов изложил в популярной статье в газете «Комсомольская правда».
После этого в истории «космического лифта» опять образовался огромный перерыв, и эта увлекательная идея долгое время оставалась своего рода «заповедником энтузиастов и мечтателей», хотя бы по той простой причине, что на горизонте не было и намека на материал, из которого можно было бы изготовить многотысячекилометровый трос, необходимый для такого лифта. Ну, а раз нет снарядов, то дальше уже перечислять незачем, как сказал Суворов в известном анекдоте.
Судите сами. Расчеты «энтузиастов» показали, что материал троса должен иметь чрезвычайно высокое отношение прочности к плотности. При плотности порядка плотности графита этот материал должен выдерживать нагрузку в 65 — 120 ГПа, или гигапаскалей (атмосферное давление составляет порядка ста тысяч паскалей). Прочность лучшей стали составляет 5,5 ГПа, прочность кварца и алмаза — порядка 20 ГПа. Выходит, ни один существующий материал даже и приблизительно не дотягивает до необходимого стандарта. Однако в конце минувшего века на техническом горизонте появились многообещающие — фантастически легкие и фантастически прочные — углеродные нано-трубки, и интерес к идее «космического лифта» резко возрос; она стала казаться вполне реализуемой. В самом деле, теоретическая прочность таких трубок обещала превысить 120 ГПа, а уже полученная на практике прочность достигла вскоре 50 ГПа и больше.
Теоретические расчеты «космического лифта» стали множиться в числе, и расти в серьезности. А несколько лет назад американский ученый Бред Эдвардс, работая уже под эгидой НАСА, опубликовал работу, содержащую вполне законченный и технически осуществимый проект, покрывающий все главные аспекты строительства «космического лифта»: пути создания троса, характеристики его наземной базы, методы крепления, способы подъема грузопассажирской кабины, защита от погодных условий и так далее. Вслед за этим проектом появились другие, возникли фирмы, которые инвестировали крупные средства в разработку отдельных деталей тех или иных проектов, и на гребне этой волны было как раз и учреждено то ежегодное соревнование «Космический лифт-2010», с описания которого мы начали свой рассказ. Проволока, о которой мы упоминали, была пробным образцом материала для будущего космического троса, а ползающие по ней устройства — первыми образцами будущей грузопассажирской кабины.
В этом году, как мы видели, эти образцы еще не удовлетворили строгое жюри, но, как говорят результаты, по некоторым параметрам почти дотянули до его суровых требований. И некоторые энтузиасты уже утверждают, что через несколько лет — одни называют 2010 год, другие даже 2008-й, — можно будет приступить к реальной постройке грандиозного сооружения. На недавней — уже третьей по счету международной конференции по «космическому лифту», прошедшей при НАСА в 2004 году, было вполне официально заявлено, что «согласно имеющимся расчетам, космический лифт, способный ежедневно поднимать пять тонн груза на орбиту и отправлять их оттуда к Луне, Марсу, Венере или астероидам, может вступить в строй уже через 15 лет».
