Штучне кільце навколо Землі: російський інженер запропонував концепцію космічного обруча, який зробить космос дешевше і доступніше

Інженер вважає, що його розробка значно здешевить відправку вантажів на орбіту, відкриє дорогу в ближній космос широким верствам населення і стане першим кроком на шляху колонізації Сонячної системи.

Спеціаліст Олександр Андрєєв запропонував модернізовану концепцію "космічного ліфта" - споруди для доставки вантажів в космос за спеціальним тросу. Суть її полягає в тому, щоб на низькій орбіті, над екватором планети (тут сила тяжіння менше, ніж на полюсах) створити глобальну орбітальну станцію з нерухомим щодо поверхні Землі корпусом.

На станцію, каже інженер, можна буде поставляти необхідні деталі для зборки штучних супутників і міжпланетних кораблів, відправляти роботів-збирачів або навіть космонавтів, а також розміщувати на зовнішній стороні корпусу конструкції наукові прилади, панелі сонячних батарей.

На думку автора роботи, головна перевага його проекту перед класичним Space Elevator (космічним ліфтом) полягає в тому, що сьогодні вже є всі необхідні технології, за допомогою яких можна реалізувати його ідею.

"Звичайно, масштаби завдань, які стоять при створенні цієї орбітальної станції, виходять за рамки можливостей будь-якої приватної компанії і навіть за рамки можливостей будь-якої з країн. Проте, теоретично цей проект може бути реалізований вже зараз зусиллями людства в цілому ", - вважає Олександр Андрєєв.

Що з себе являє орбітальна станція?

Глобальна орбітальна станція, або Space Hoop, Олександра Андрєєва складатиметься з несучого корпусу, виконаного у вигляді кільця і оперізуючого планету по екватору. Усередині корпусу буде знаходитися кільцевої тунель в центрі якого розташується масивний сердечник (спеціальний стрижень).

На стінках тунелю буде закріплена система магнітів, що створює усередині споруди поле, яке зможе утримувати сердечник у висячому положенні, не даючи йому стикатися зі стінкою. Також уздовж корпусу будуть кріпитися спеціальні електромагніти для розгону стрижня. За рахунок цих магнітів сердечник буде обертатися, і коли швидкість обертання досягне більше 7 000 м / с, він як би «зависне» всередині тунелю, утримуваний в просторі відцентровою силою.

фото:
Олександр Андрєєв / Космічний обруч в поданні Олександра Андрєєва

Потім швидкість сердечника потрібно буде поступово збільшити до першої космічної (7900 м / с), говорить інженер, що створить підйомну силу, що діє на всю конструкцію Space Hoop. Підйомна сила врівноважить силу тяжіння корпусу, і станція почне «злітати».

Корпус і сердечник станції повинні будуть мати можливість збільшувати власну довжину в невеликих межах, що не "напружуючи" при цьому конструкцію. Це необхідно для виходу станції в космос. Оскільки існує різниця тисків зовні і всередині станції (в тунелях Space Hoop атмосфера буде розріджена), матеріали не зможуть розширюватися самостійно, тому інженер пропонує встановити на конструкції спеціальну гідравлічну систему, яка буде "насильно" розсовувати корпус.

За задумом, космічний обруч повинен розташовуватися над екватором планети на висоті від 120 до 130 км від поверхні Землі. Таку відстань вже є космосом. Ця висота знаходиться нижче орбіт всіх штучних супутників Землі, отже, дозволяє уникнути зіткнення з ними. Крім того, через наявність мінімального тиску атмосфери ця зона вільна від космічного сміття.

Утримувати конструкцію на заданій висоті Олександр Андрєєв пропонує кевларовими тросами, які, на думку інженера, досить міцні для цього. Сьогодні такі троси використовуються в автомобільних лебідках.

Після виведення станції на необхідну висоту (120-130 км), її можна буде почати експлуатувати. Передбачається, що з корпусу обруча будуть спущені кевларові канати і по ним можна буде доставляти необхідний вантаж, правда, за розрахунками інженера, вантажопідйомність конструкції не безмежна, вона визначається швидкістю обертання сердечника і співвідношенням маси сердечника і корпусу з усім доставленим туди вантажем. Швидкість стержня поступово можна нарощувати, таким чином, збільшуючи вантажопідйомність Space Hoop.

Де і як планується збирати Space Hoop?

Збирати космічний обруч Олександр Андрєєв пропонує на території континентів і островів, через які проходить лінія екватора. Так як корпус станції буде оперізувати планету, його довжина повинна бути дорівнює довжині екватора - 40075 км.

Створювати Space Hoop, каже інженер, доведеться на деякій висоті над поверхнею на опорах, щоб не заважати транспортним засобам, різних комунікацій, а також дикій фауні перетинати екватор.

деякі складнощі

Серйозний недолік Space Hoop в порівнянні з Space Elevator, - це те, що висота космічного обруча Олександра Андрєєва не дозволить літальним апаратам, що стартує з "площадки" станції досягти першої космічної швидкості і, отже, вийти на орбіту навколо Землі. Для того, щоб залишити гравітаційне поле планети з Space Hoop, кораблю потрібно додатково набрати трохи більше 10 000 м / с (з космічного ліфта потрібно всього одна тисяча двісті сімдесят п'ять м / с, так як Space Elevator буде знаходиться на висоті значно більшою, ніж Space Hoop).

Олександр Андрєєв вважає, що його космічний обруч здатний забезпечити транспортування вантажів в ближній космос без використання ракет на хімічному паливі. Економічна ефективність такого способу доставки вантажів на навколоземну орбіту у багато разів перевищує традиційну, крім того, є екологічно чистою. Інженер вважає, що Space Hoop підштовхне до розвитку дешевого космічного туризму і може стати першим і самим важливою кроком на шляху колонізації Сонячної системи.

космічний ліфт

Про проект космічного ліфта світ почув в 1960 році. Одним з перших цю ідею озвучив російський інженер Юрій Арцутанов в своїй статті «У космос на електровозі» , І в подальшому їй зацікавилися багато країн світу.

Передбачалася, що створення такого пристрою як Space Elevator зробить космічні польоти більш дешевими і ефективними. Однак, до цього часу ця ідея залишається нереалізованою.

Суть проекту космічного ліфта полягає у виведенні на ДСО (геостаціонарну орбіту) супутника з дуже міцним, легким і довгим тросом. Трос спускається до поверхні Землі, а в протилежну сторону «висувається» противагу, це необхідно для збереження центру мас на рівні ДСО. При досягненні тросом поверхні, він фіксується. У цій точці і буде побудована станція по відправки вантажів в космос.

Однак, на сьогоднішній день немає такого матеріалу, який зміг би утримувати масивний вантаж на висоті близько 40 000 км (передбачається, що космічні ліфти повинні будуть працювати на ДСО, крім того, станція Space Elevator повинна бути трохи вище, для забезпечення невеликого натягу троса) .

Над створенням високоміцних тросів працює японська компанія Obayashi. Як матеріал фахівці пропонують використовувати вуглецеві нанотрубки, які в десятки разів міцніший за сталь. Проблема полягає в тому, що в даний час довжина таких нанотрубок обмежується 3 см.

Знайшли помилку? Будь ласка, виділіть фрагмент тексту і натисніть Ctrl + Enter.