ფონდი სარდაფით
ორბიტალური ლიფტი. კვლევითი სამუშაო „კოსმოსური ლიფტი“ რა არის კოსმოსური ლიფტი

ორბიტალური ლიფტი. კვლევითი სამუშაო „კოსმოსური ლიფტი“ რა არის კოსმოსური ლიფტი

(GSO) ცენტრიდანული ძალის გამო. ის ადის კაბელის გასწვრივ, ატარებს ტვირთს. აწევისას დატვირთვა აჩქარდება დედამიწის ბრუნვის გამო, რაც საშუალებას მისცემს მას გაიგზავნოს დედამიწის გრავიტაციის მიღმა საკმარისად მაღალ სიმაღლეზე.

კაბელს ესაჭიროება უკიდურესად მაღალი დაჭიმვის სიძლიერე დაბალ სიმკვრივესთან ერთად. თეორიული გათვლებით, ნახშირბადის ნანომილები, როგორც ჩანს, შესაფერისი მასალაა. თუ ვივარაუდებთ მათ ვარგისიანობას კაბელის დასამზადებლად, მაშინ კოსმოსური ლიფტის შექმნა გადაჭრადი საინჟინრო პრობლემაა, თუმცა ის მოითხოვს მოწინავე განვითარებისა და. ლიფტის შექმნა 7-12 მილიარდ აშშ დოლარად არის შეფასებული. NASA უკვე აფინანსებს ამერიკულ სამეცნიერო კვლევების ინსტიტუტში დაკავშირებულ მოვლენებს, მათ შორის ლიფტის შემუშავებას, რომელსაც შეუძლია დამოუკიდებლად გადაადგილება კაბელის გასწვრივ.

დიზაინი

დიზაინის რამდენიმე ვარიანტი არსებობს. თითქმის ყველა მათგანს მოიცავს ბაზა (ბაზა), კაბელი (კაბელი), ლიფტები და საპირწონე წონა.

ბაზა

კოსმოსური ლიფტის საფუძველი არის ადგილი პლანეტის ზედაპირზე, სადაც მიმაგრებულია კაბელი და იწყება ტვირთის აწევა. ის შეიძლება იყოს მობილური, განთავსდეს ოკეანეში მიმავალ გემზე.

მოძრავი ბაზის უპირატესობა არის ქარიშხლებისა და ქარიშხლების თავიდან აცილების მანევრების შესაძლებლობა. სტაციონარული ბაზის უპირატესობა არის ენერგიის უფრო იაფი და ხელმისაწვდომი წყაროები და კაბელის სიგრძის შემცირების შესაძლებლობა. შეერთების რამდენიმე კილომეტრის განსხვავება შედარებით მცირეა, მაგრამ შეუძლია შეამციროს მისი შუა ნაწილის საჭირო სისქე და გეოსტაციონარული ორბიტის მიღმა გამავალი ნაწილის სიგრძე.

კაბელი

კაბელი უნდა იყოს დამზადებული მასალისგან, რომელსაც აქვს უკიდურესად მაღალი დაჭიმვის სიმტკიცე სპეციფიკური სიმძიმის თანაფარდობა. კოსმოსური ლიფტი ეკონომიკურად გამართლებული იქნება, თუ კაბელი გრაფიტის შესადარებელი სიმკვრივით და დაახლოებით 65-120 გიგაპასკალის სიმტკიცით იქნება წარმოებული სამრეწველო მასშტაბით გონივრულ ფასად.

შედარებისთვის, ფოლადის უმეტესი ტიპების სიძლიერე არის დაახლოებით 1 გპა, ხოლო ყველაზე ძლიერი ტიპებიც კი არაუმეტეს 5 გპა, ხოლო ფოლადი მძიმეა. გაცილებით მსუბუქი კევლარის სიძლიერე 2.6-4.1 გპა დიაპაზონშია, ხოლო კვარცის ბოჭკოს აქვს 20 გპა-მდე და მეტი სიძლიერე. ალმასის ბოჭკოების თეორიული სიძლიერე შეიძლება იყოს ცოტა [რამდენი ხნით?] უფრო მაღალი.

ასეთი ბოჭკოების ქსოვის ტექნოლოგია ჯერ კიდევ საწყის ეტაპზეა.

ზოგიერთი მეცნიერის აზრით, ნახშირბადის ნანომილებიც კი არასოდეს იქნება საკმარისად ძლიერი კოსმოსური ლიფტის კაბელის შესაქმნელად.

სიდნეის ტექნოლოგიური უნივერსიტეტის მეცნიერთა ექსპერიმენტებმა შესაძლებელი გახადა გრაფენის ქაღალდის შექმნა. ნიმუშების ტესტები გამამხნევებელია: მასალის სიმკვრივე ხუთ-ექვსჯერ დაბალია, ვიდრე ფოლადის, ხოლო დაჭიმვის სიმტკიცე ათჯერ მეტია, ვიდრე ნახშირბადოვანი ფოლადის. ამავდროულად, გრაფენი არის ელექტრული დენის კარგი გამტარი, რაც საშუალებას აძლევს მას გამოიყენოს ლიფტზე ენერგიის გადასაცემად, როგორც საკონტაქტო ავტობუსი.

კაბელის გასქელება

კოსმოსურმა ლიფტმა უნდა გაუძლოს მინიმუმ საკუთარ წონას, რაც მნიშვნელოვანია კაბელის სიგრძის გამო. გასქელება, ერთის მხრივ, ზრდის კაბელის სიმტკიცეს, მეორეს მხრივ, ამატებს მის წონას და შესაბამისად საჭირო სიმტკიცეს. მასზე დატვირთვა განსხვავებული იქნება სხვადასხვა ადგილას: ზოგიერთ შემთხვევაში, სამაგრის მონაკვეთმა უნდა გაუძლოს ქვემოთ განლაგებული სეგმენტების წონას, ზოგ შემთხვევაში მან უნდა გაუძლოს ცენტრიდანულ ძალას, რომელიც ორბიტაზე ატარებს სამაგრის ზედა ნაწილებს. ამ პირობის დასაკმაყოფილებლად და თითოეულ წერტილში კაბელის ოპტიმალურობის მისაღწევად, მისი სისქე ცვალებადი იქნება.

შეიძლება აჩვენოს, რომ დედამიწის მიზიდულობისა და ცენტრიდანული ძალის გათვალისწინებით (მაგრამ მთვარისა და მზის უფრო მცირე გავლენის გათვალისწინებით), კაბელის განივი კვეთა, რომელიც დამოკიდებულია სიმაღლეზე, აღწერილი იქნება შემდეგი ფორმულით:

აქ არის კაბელის განივი ფართობი, როგორც მანძილის ფუნქცია ცენტრიᲓედამიწა.

ფორმულა იყენებს შემდეგ მუდმივებს:

ეს განტოლება აღწერს კავშირს, რომლის სისქე ჯერ ექსპონენციალურად იზრდება, შემდეგ მისი ზრდა შენელდება დედამიწის რამდენიმე რადიუსის სიმაღლეზე და შემდეგ ხდება მუდმივი და საბოლოოდ აღწევს გეოსტაციონალურ ორბიტას. ამის შემდეგ, სისქე კვლავ იწყებს კლებას.

ამრიგად, კაბელის განივი ფართობების თანაფარდობა ბაზაზე და GSO-ზე ( რ= 42,164 კმ) არის:

აქ ჩანაცვლებით ფოლადის სიმკვრივისა და სიმტკიცის და კაბელის დიამეტრის გრუნტის დონეზე 1 სმ, ვიღებთ დიამეტრს GSO დონეზე რამდენიმე ასეული კილომეტრით, რაც ნიშნავს, რომ ფოლადი და ჩვენთვის ნაცნობი სხვა მასალები უვარგისია მშენებლობისთვის. ლიფტი.

აქედან გამომდინარეობს, რომ არსებობს ოთხი გზა GSO დონეზე კაბელის უფრო გონივრული სისქის მისაღწევად:

კიდევ ერთი გზაა ლიფტის ბაზის მოძრავი. 100 მ/წმ სიჩქარითაც კი მოძრაობა უკვე მისცემს წრიულ სიჩქარეს 20%-ით და შეამცირებს კაბელის სიგრძეს 20-25%-ით, რაც მას 50 პროცენტით ან მეტით მსუბუქს გახდის. თუ კაბელს „გამაგრებთ“ ზებგერითი თვითმფრინავით ან მატარებლით, მაშინ საკაბელო მასის მომატება აღარ იქნება გაზომილი პროცენტებში, არამედ ათობით ჯერ (მაგრამ ჰაერის წინააღმდეგობის გამო დანაკარგები არ არის გათვალისწინებული).

საპირისპირო წონა

საპირწონე შეიძლება შეიქმნას ორი გზით - გეოსტაციონარული ორბიტის მიღმა მძიმე ობიექტის (მაგალითად, ასტეროიდის, კოსმოსური დასახლების ან კოსმოსური დოკის) მიბმის გზით, ან გეოსტაციონარული ორბიტის მიღმა მნიშვნელოვანი მანძილის გაფართოებით. მეორე ვარიანტი ამ ბოლო დროს უფრო პოპულარული გახდა, რადგან მისი განხორციელება უფრო ადვილია და გარდა ამისა, უფრო ადვილია დატვირთვების გაშვება სხვა პლანეტებზე წაგრძელებული კაბელის ბოლოდან, რადგან მას აქვს მნიშვნელოვანი სიჩქარე დედამიწასთან შედარებით.

კუთხოვანი იმპულსი, სიჩქარე და დახრილობა

კაბელის თითოეული მონაკვეთის ჰორიზონტალური სიჩქარე იზრდება სიმაღლესთან ერთად დედამიწის ცენტრამდე მანძილის პროპორციულად და აღწევს პირველ გაქცევის სიჩქარეს გეოსტაციონარული ორბიტაზე. ამიტომ ტვირთის აწევისას მას სჭირდება დამატებითი კუთხური იმპულსის მოპოვება (ჰორიზონტალური სიჩქარე).

კუთხის იმპულსი მიიღება დედამიწის ბრუნვის გამო. თავდაპირველად, ლიფტი ოდნავ ნელა მოძრაობს, ვიდრე კაბელი (კორიოლისის ეფექტი), რითაც "ანელებს" კაბელს და ოდნავ გადახრის მას დასავლეთისკენ. 200 კმ/სთ ასვლის სიჩქარით კაბელი 1 გრადუსით დაიხრება. დაძაბულობის ჰორიზონტალური კომპონენტი არავერტიკალურ კაბელში ზიდავს დატვირთვას გვერდით, აჩქარებს მას აღმოსავლეთის მიმართულებით (იხ. დიაგრამა) - ამის გამო ლიფტი იძენს დამატებით სიჩქარეს. ნიუტონის მესამე კანონის მიხედვით, კაბელი დედამიწას მცირე რაოდენობით ანელებს.

ამავდროულად, ცენტრიდანული ძალის გავლენა აიძულებს კაბელს დაუბრუნდეს ენერგიულად ხელსაყრელ ვერტიკალურ მდგომარეობას, რათა ის იყოს სტაბილური წონასწორობის მდგომარეობაში. თუ ლიფტის სიმძიმის ცენტრი ყოველთვის გეოსტაციონარული ორბიტაზე მაღლა დგას, ლიფტების სიჩქარის მიუხედავად, ის არ დაეცემა.

იმ დროისთვის, როცა ტვირთი GEO-ს მიაღწევს, მისი კუთხური იმპულსი (ჰორიზონტალური სიჩქარე) საკმარისია ტვირთის ორბიტაზე გასაშვებად.

დატვირთვის დაწევისას მოხდება საპირისპირო პროცესი, კაბელი აღმოსავლეთისკენ დახრილი.

გაშვება კოსმოსში

კაბელის ბოლოს 144 000 კმ სიმაღლეზე სიჩქარის ტანგენციალური კომპონენტი იქნება 10,93 კმ/წმ, რაც საკმარისზე მეტია დედამიწის გრავიტაციული ველის დასატოვებლად და გემების სატურნში გასაშვებად. თუ ობიექტს ნებას დართავდნენ, თავისუფლად სრიალებდნენ სამაგრის ზედა ნაწილში, მას საკმარისი სიჩქარე ექნებოდა მზის სისტემისგან თავის დასაღწევად. ეს მოხდება კაბელის (და დედამიწის) მთლიანი კუთხოვანი იმპულსის გადასვლის გამო გაშვებული ობიექტის სიჩქარეზე.

კიდევ უფრო დიდი სიჩქარის მისაღწევად, შეგიძლიათ გააგრძელოთ კაბელი ან დააჩქაროთ დატვირთვა ელექტრომაგნიტიზმის გამოყენებით.

მშენებლობა

მშენებლობა მიმდინარეობს გეოსტაციონარული სადგურიდან. ეს არის ერთადერთი ადგილი, სადაც კოსმოსური ხომალდი დაჯდება. ერთი ბოლო ეშვება დედამიწის ზედაპირზე, გადაჭიმული მიზიდულობის ძალით. მეორე, დასაბალანსებლად, არის საპირისპირო მიმართულებით, იზიდავს ცენტრიდანული ძალით. ეს ნიშნავს, რომ მშენებლობისთვის ყველა მასალა გეოსტაციონალურ ორბიტაზე უნდა გაიტანოს ტრადიციული გზით, მიუხედავად ტვირთის დანიშნულების ადგილისა. ანუ მთელი კოსმოსური ლიფტის გეოსტაციონალურ ორბიტაზე აწევის ღირებულება არის პროექტის მინიმალური ფასი.

დანაზოგი კოსმოსური ლიფტის გამოყენებით

სავარაუდოდ, კოსმოსური ლიფტი მნიშვნელოვნად შეამცირებს ტვირთის კოსმოსში გაგზავნის ხარჯებს. კოსმოსური ლიფტების აშენება ძვირია, მაგრამ მათი საოპერაციო ხარჯები დაბალია, ამიტომ ისინი საუკეთესოდ გამოიყენება დიდი ხნის განმავლობაში ტვირთის ძალიან დიდი მოცულობისთვის. ამჟამად, ტვირთის გაშვების ბაზარი შეიძლება არ იყოს საკმარისად დიდი იმისთვის, რომ გაამართლოს ლიფტის აშენება, მაგრამ ფასის მკვეთრმა შემცირებამ უნდა გამოიწვიოს ტვირთების უფრო მრავალფეროვნება. სხვა სატრანსპორტო ინფრასტრუქტურა - მაგისტრალები და რკინიგზა - ასე ამართლებს თავს.

ჯერ კიდევ არ არის პასუხი კითხვაზე, დააბრუნებს თუ არა მასში ჩადებულ ფულს კოსმოსური ლიფტი, თუ უკეთესი იქნება მისი ინვესტიცია სარაკეტო ტექნოლოგიების შემდგომ განვითარებაში.

არ უნდა დავივიწყოთ გეოსტაციონარული ორბიტაზე სარელეო თანამგზავრების რაოდენობის შეზღუდვა: ამჟამად საერთაშორისო ხელშეკრულებები იძლევა 360 თანამგზავრს - თითო რელე კუთხური ხარისხით, რათა თავიდან იქნას აცილებული ჩარევა K u - სიხშირის დიაპაზონში მაუწყებლობისას. C სიხშირეებისთვის თანამგზავრების რაოდენობა შემოიფარგლება 180-მდე.

ეს გარემოება ხსნის პროექტის რეალურ კომერციულ წარუმატებლობას, ვინაიდან არასამთავრობო ორგანიზაციების ძირითადი ფინანსური ხარჯები ორიენტირებულია სარელეო თანამგზავრებზე, რომლებიც იკავებენ გეოსტაციონალურ ორბიტას (ტელევიზია, კომუნიკაციები) ან ქვედა ორბიტებს (გლობალური პოზიციონირების სისტემები, ბუნებრივი რესურსების დაკვირვება და ა.შ.). .

ამასთან, ლიფტი შეიძლება იყოს ჰიბრიდული პროექტი და, გარდა ტვირთის ორბიტაზე მიტანის ფუნქციისა, დარჩეს ბაზად სხვა კვლევითი და კომერციული პროგრამებისთვის, რომლებიც არ არის დაკავშირებული ტრანსპორტთან.

მიღწევები

2005 წლიდან ამერიკის შეერთებულ შტატებში ტარდება ყოველწლიური კონკურსი Space Elevator Games, რომელსაც ახორციელებს Spaceward Foundation NASA-ს მხარდაჭერით. ამ კონკურსებში ორი კატეგორიაა: „საუკეთესო კაბელი“ და „საუკეთესო რობოტი (ლიფტი)“.

ლიფტის შეჯიბრში რობოტმა უნდა გადალახოს მითითებული მანძილი, ასვლა ვერტიკალურ კაბელზე არანაკლებ წესებით დადგენილი სიჩქარით (2007 წლის შეჯიბრში სტანდარტები იყო შემდეგი: კაბელის სიგრძე - 100 მ, მინიმალური სიჩქარე - 2 ქალბატონი). 2007 წლის საუკეთესო შედეგი იყო 100 მ მანძილის დაფარვა საშუალო სიჩქარით 1,8 მ/წმ.

2009 წელს Space Elevator Games კონკურსის ჯამური საპრიზო ფონდი 4 მილიონი დოლარი იყო.

თოკის სიმტკიცის შეჯიბრში მონაწილეებმა უნდა უზრუნველყონ ორმეტრიანი რგოლი, რომელიც დამზადებულია მძიმე მასალისგან, რომლის წონა არ აღემატება 2 გრამს, რომელსაც სპეციალური სამონტაჟო ტესტები ამოწმებს გახეთქვაზე. კონკურსში გასამარჯვებლად, კაბელის სიძლიერე უნდა იყოს მინიმუმ 50%-ით მეტი, ვიდრე ნასას უკვე ხელმისაწვდომი ნიმუში. ჯერჯერობით საუკეთესო შედეგი ეკუთვნის კაბელს, რომელმაც გაუძლო 0,72 ტონამდე დატვირთვას.

კონკურსი არ მოიცავს Liftport Group-ს, რომელმაც ცნობილი გახდა 2018 წელს კოსმოსური ლიფტის გაშვების შესახებ პრეტენზიებით (მოგვიანებით 2031 წელს გადაინაცვლა). ლიფტპორტი ატარებს საკუთარ ექსპერიმენტებს, მაგალითად, 2006 წელს რობოტი ლიფტი აძვრა ბუშტების დახმარებით გაჭიმულ ძლიერ თოკზე. ერთნახევარი კილომეტრიდან ლიფტმა მხოლოდ 460 მეტრის დაფარვა მოახერხა. 2012 წლის აგვისტო-სექტემბერში კომპანიამ დაიწყო Kickstarter-ის ვებსაიტზე ლიფტის ახალი ექსპერიმენტებისთვის სახსრების მოზიდვის პროექტი. შეგროვებული თანხიდან გამომდინარე, დაგეგმილია რობოტის აწევა 2 ან მეტი კილომეტრით.

Space Elevator Games-ის კონკურსზე, 2009 წლის 4 ნოემბრიდან 6 ნოემბრამდე, შეჯიბრი გაიმართა Spaceward Foundation-ისა და NASA-ს მიერ სამხრეთ კალიფორნიაში, Dryden Flight Research Center-ში, ცნობილი ედვარდსის საჰაერო ძალების ბაზის საზღვრებში. კაბელის საცდელი სიგრძე იყო 900 მეტრი, კაბელი აიღეს ვერტმფრენის გამოყენებით. ლიდერობა LaserMotive-მა დაიკავა, რომელმაც წარმოადგინა ლიფტი 3,95 მ/წმ სიჩქარით, რაც ძალიან ახლოსაა საჭირო სიჩქარესთან. ლიფტმა დაფარა კაბელის მთელი სიგრძე 3 წუთში 49 წამში. .

მსგავსი პროექტები

კოსმოსური ლიფტი არ არის ერთადერთი პროექტი, რომელიც იყენებს ტეტერებს ორბიტაზე თანამგზავრების გასაშვებად. ერთ-ერთი ასეთი პროექტია Orbital Skyhook. Skyhook იყენებს ტეტერს, რომელიც არც თუ ისე გრძელია კოსმოსურ ლიფტთან შედარებით, რომელიც დედამიწის დაბალ ორბიტაზეა და სწრაფად ბრუნავს მისი შუა ნაწილის გარშემო. ამის გამო, კაბელის ერთი ბოლო მოძრაობს დედამიწასთან შედარებით დაბალი სიჩქარით და ჰიპერბგერითი თვითმფრინავების დატვირთვები შეიძლება შეჩერდეს მისგან. ამავდროულად, Skyhook-ის დიზაინი მუშაობს როგორც გიგანტური მფრინავი - ბრუნვის და კინეტიკური ენერგიის აკუმულატორი. Skyhook პროექტის უპირატესობა არის მისი მიზანშეწონილობა არსებული ტექნოლოგიების გამოყენებით. მინუსი არის ის, რომ Skyhook იყენებს ენერგიას თავისი მოძრაობიდან თანამგზავრების გასაშვებად და ეს ენერგია როგორმე უნდა შეივსოს.

კოსმოსური ლიფტი სხვადასხვა სამუშაოებში

1972 წელს სსრკ ფილმში პეტკა კოსმოსში მთავარი გმირი კოსმოსურ ლიფტს იგონებს.
არტურ კლარკის ერთ-ერთი ცნობილი ნამუშევარი, სამოთხის შადრევნები, ეფუძნება კოსმოსური ლიფტის იდეას. გარდა ამისა, კოსმოსური ლიფტი ჩნდება მისი ცნობილი ტეტრალოგიის, A Space Odyssey (3001: The Last Odyssey) ბოლო ნაწილში.
Star Trek: Voyager ეპიზოდში 3x19 "Rise", კოსმოსური ლიფტი ეხმარება ეკიპაჟს გაექცეს საშიში ატმოსფეროს მქონე პლანეტას.
ცივილიზაცია IV-ს აქვს კოსმოსური ლიფტი. იქ ის არის ერთ-ერთი გვიანდელი "დიდი სასწაული".
ტიმოთი ზანის სამეცნიერო ფანტასტიკურ რომანში Spinneret (1985) ნახსენებია პლანეტა, რომელსაც შეუძლია სუპერბოჭკოვანი წარმოქმნა. პლანეტით დაინტერესებულ ერთ-ერთ რასას სურდა მიეღო ეს ბოჭკო სპეციალურად კოსმოსური ლიფტის ასაშენებლად.
ფრენკ შეცინგის სამეცნიერო ფანტასტიკურ რომანში Limit, კოსმოსური ლიფტი ახლო მომავალში პოლიტიკური ინტრიგის ცენტრალური წერტილია.
სერგეი ლუკიანენკოს დილოგიაში „ვარსკვლავები ცივი სათამაშოებია“, ერთ-ერთმა არამიწიერმა ცივილიზაციამ, ვარსკვლავთშორისი ვაჭრობის პროცესში, დედამიწას მიაწოდა მძიმე ძაფები, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას კოსმოსური ლიფტის ასაგებად. მაგრამ არამიწიერი ცივილიზაციები დაჟინებით მოითხოვდნენ მხოლოდ მათი დანიშნულებისამებრ გამოყენებას - მშობიარობის დროს დასახმარებლად.
ჯ. სკალზის სამეცნიერო ფანტასტიკურ რომანში "გამარჯვებისთვის განკუთვნილი" (ინგლ. სკალზი, ჯონ. მოხუცთა ომი) კოსმოსური ლიფტების სისტემები აქტიურად გამოიყენება დედამიწაზე, მრავალრიცხოვან ხმელეთის კოლონიებსა და სხვა მაღალგანვითარებული ინტელექტუალური რასის ზოგიერთ პლანეტაზე ვარსკვლავთშორისი გემების ბურჯებთან კომუნიკაციისთვის.
ალექსანდრე გრომოვის სამეცნიერო ფანტასტიკურ რომანში "ხვალ იქნება მარადისობა", სიუჟეტი აგებულია კოსმოსური ლიფტის არსებობის ფაქტზე. არსებობს ორი მოწყობილობა - წყარო და მიმღები, რომლებსაც "ენერგეტიკული სხივის" გამოყენებით შეუძლიათ ლიფტის "სალონის" ორბიტაზე აყვანა.
ალასტერ რეინოლდსის სამეცნიერო ფანტასტიკური რომანი „უფსკრული ქალაქი“ დეტალურად აღწერს კოსმოსური ლიფტის სტრუქტურასა და ფუნქციონირებას და აღწერს მისი განადგურების პროცესს (ტერორისტული თავდასხმის შედეგად).
ტერი პრაჩეტის სამეცნიერო ფანტასტიკურ რომანში Strata შეიცავს ხაზი, უკიდურესად გრძელი ხელოვნური მოლეკულა, რომელიც გამოიყენება როგორც კოსმოსური ლიფტი.
ნახსენებია ჯგუფის Zvuki Mu სიმღერაში "Elevator to Heaven".
Sonic Colors თამაშის დასაწყისშივე ჩანს Sonic და Tails, რომლებიც კოსმოსური ლიფტით ადიან დოქტორ ეგგმანის პარკში მისასვლელად.
ალექსანდრე ზორიჩის წიგნში "Somnambulist 2" ეთნოგენეზის სერიიდან, მთავარი გმირი მატვეი გუმილიოვი (სუროგატი პიროვნების დარგვის შემდეგ - მასკიმ ვერხოვსევი, ამხანაგი ალფას პირადი პილოტი, "ვარსკვლავური მებრძოლების" ხელმძღვანელი) მოგზაურობს ორბიტალურ ლიფტში.
სამეცნიერო ფანტასტიკის მწერლის ალექსანდრე გრომოვის მოთხრობაში "გველი" პერსონაჟები იყენებენ კოსმოსურ ლიფტს "გზაზე" მთვარედან დედამიწამდე.
ჯორჯ მარტინის სამეცნიერო ფანტასტიკურ რომანების სერიაში, "ტუფის მოგზაურობები", პლანეტა "S"atlem-ზე, ორბიტალური ლიფტი მიდის პლანეტოიდთან, რომელიც აღჭურვილია კოსმოსური პორტის მსგავსად.

მანგასა და ანიმეში

ანიმე Edo Cyber City-ის მესამე ეპიზოდში გამოიყენეს კოსმოსური ლიფტი ორბიტალურ კრიოგენულ ნაპირზე ასასვლელად.
Battle Angel აღჭურვილია ციკლოპური კოსმოსური ლიფტით, რომლის ერთ ბოლოში არის სალემის ცის ქალაქი (მოქალაქეებისთვის) ქვედა ქალაქთან ერთად (არამოქალაქეებისთვის), ხოლო მეორე ბოლოში არის კოსმოსური ქალაქი Yeru. მსგავსი სტრუქტურა მდებარეობს დედამიწის მეორე მხარეს.
ანიმე Mobile Suit Gundam 00-ში არის სამი კოსმოსური ლიფტი მათზე დამაგრებულია მზის პანელების რგოლიც, რაც საშუალებას აძლევს კოსმოსური ლიფტის გამოყენებას ელექტროენერგიის გამომუშავებისთვის.
ანიმეში Z.O.E. დოლორესი აღჭურვილია კოსმოსური ლიფტით და ასევე აჩვენებს რა შეიძლება მოხდეს ტერორისტული თავდასხმის შემთხვევაში.
კოსმოსური ლიფტი ნახსენებია ანიმე სერიებში Trinity Blood, რომელშიც კოსმოსური ხომალდი Arc ემსახურება როგორც საპირწონე.

იხილეთ ასევე

კოსმოსური ლიფტი: 2010 წ (ინგლისური)რუსული

შენიშვნები

ლიტერატურა

იური არცუტანოვი "კოსმოსში - ელექტრო ლოკომოტივზე", გაზეთი "კომსომოლსკაია პრავდა" 1960 წლის 31 ივლისით.
ალექსანდრე ბოლონკინი "არარაკეტული კოსმოსური გაშვება და ფრენა", Elsevier, 2006, 488 გვ.

ბევრმა იცის ბიბლიური ამბავი იმის შესახებ, თუ როგორ განიზრახეს ადამიანებმა დამსგავსებოდნენ ღმერთს და გადაწყვიტეს ზეცამდე მაღლა აეგოთ კოშკი. გაბრაზებულმა უფალმა აიძულა ყველა ხალხი ელაპარაკოს სხვადასხვა ენაზე და მშენებლობა შეჩერდა.

ძნელი სათქმელია, მართალია თუ არა, მაგრამ ათასობით წლის შემდეგ კაცობრიობა კვლავ ფიქრობდა სუპერკოშკის აშენების შესაძლებლობაზე. ყოველივე ამის შემდეგ, თუ თქვენ მოახერხებთ ათობით ათასი კილომეტრის სიმაღლის სტრუქტურის აშენებას, შეგიძლიათ თითქმის ათასჯერ შეამციროთ ტვირთის კოსმოსში მიტანის ღირებულება! სივრცე ერთხელ და სამუდამოდ შეწყვეტს იყოს რაღაც შორეული და მიუღწეველი.

ძვირფასო სივრცე

კოსმოსური ლიფტის კონცეფცია პირველად განიხილა დიდმა რუსმა მეცნიერმა კონსტანტინე ციოლკოვსკიმ. მან ივარაუდა, რომ თუ თქვენ ააგებთ კოშკს 40 000 კილომეტრის სიმაღლეზე, ჩვენი პლანეტის ცენტრიდანული ძალა შეინარჩუნებს მთელ სტრუქტურას და ხელს შეუშლის მის დაცემას.

ერთი შეხედვით, ამ იდეას მანილოვიზმის სუნი ასდის, მაგრამ მოდით, ლოგიკურად დავფიქრდეთ. დღეს რაკეტების წონის უმეტესი ნაწილი საწვავია, რომელიც იხარჯება დედამიწის გრავიტაციის დაძლევაზე. რა თქმა უნდა, ეს ასევე მოქმედებს გაშვების ფასზე. დედამიწის დაბალ ორბიტაზე ერთი კილოგრამი ტვირთის მიტანის ღირებულება დაახლოებით 20 000 დოლარია.

ასე რომ, როდესაც ახლობლები ასტრონავტებს ISS-ზე მურაბს აძლევენ, შეგიძლიათ დარწმუნებული იყოთ: ეს არის ყველაზე ძვირადღირებული დელიკატესი მსოფლიოში. ინგლისის დედოფალსაც არ შეუძლია ამის საშუალება!

ერთი შატლის გაშვება ნასას $500-დან $700 მილიონამდე დაუჯდა. ამერიკის ეკონომიკაში არსებული პრობლემების გამო, NASA-ს მენეჯმენტი იძულებული გახდა დაეხურა კოსმოსური შატლის პროგრამა და ISS-ზე ტვირთის მიწოდების ფუნქცია კერძო კომპანიებს დაევალა.

ეკონომიკური პრობლემების გარდა, არის პოლიტიკურიც. უკრაინის საკითხზე უთანხმოების გამო დასავლეთის ქვეყნებმა რუსეთის წინააღმდეგ არაერთი სანქციები და შეზღუდვები შემოიღეს. სამწუხაროდ, მათ ასევე იმოქმედა ასტრონავტიკაში თანამშრომლობაზე. NASA-მ მიიღო ბრძანება აშშ-ს მთავრობისგან, გაეყინა ყველა ერთობლივი პროექტი, გარდა ISS-ისა. საპასუხოდ, ვიცე-პრემიერმა დიმიტრი როგოზინმა განაცხადა, რომ რუსეთი არ არის დაინტერესებული 2020 წლის შემდეგ ISS-ის პროექტში მონაწილეობით და აპირებს გადავიდეს სხვა მიზნებსა და ამოცანებზე, როგორიცაა მთვარეზე მუდმივი სამეცნიერო ბაზის შექმნა და მარსზე პილოტირებული ფრენა.

დიდი ალბათობით, ამას რუსეთი გააკეთებს ჩინეთთან, ინდოეთთან და, შესაძლოა, ბრაზილიასთან ერთად. აღსანიშნავია: რუსეთი უკვე აპირებდა პროექტზე მუშაობის დასრულებას და დასავლეთის სანქციებმა უბრალოდ დააჩქარა ეს პროცესი.

მიუხედავად ასეთი გრანდიოზული გეგმებისა, ყველაფერი შეიძლება ქაღალდზე დარჩეს, თუკი დედამიწის ატმოსფეროს მიღმა ტვირთის მიტანის უფრო ეფექტური და იაფი გზა არ იქნება შემუშავებული. ამავე ISS-ის მშენებლობაზე სულ 100 მილიარდ დოლარზე მეტი დაიხარჯა! საშინელებაა იმის წარმოდგენა, რამდენი "მწვანე" დასჭირდება მთვარეზე სადგურის შექმნას.

კოსმოსური ლიფტი შეიძლება იყოს პრობლემის სრულყოფილი გადაწყვეტა. როგორც კი ლიფტი ამოქმედდება, ტრანსპორტირების ხარჯები შეიძლება შემცირდეს ორ დოლარამდე კილოგრამზე. მაგრამ ჯერ თქვენ მოგიწევთ საფუძვლიანად დაფიქრდეთ იმაზე, თუ როგორ ააშენოთ იგი.

უსაფრთხოების ზღვარი

1959 წელს ლენინგრადის ინჟინერმა იური ნიკოლაევიჩ არცუტანოვმა შეიმუშავა კოსმოსური ლიფტის პირველი სამუშაო ვერსია. ვინაიდან ჩვენი პლანეტის მიზიდულობის გამო შეუძლებელია ლიფტის აშენება ქვემოდან ზევით, მან შესთავაზა საპირისპირო გაკეთება - აშენება ზემოდან ქვემოთ. ამისათვის სპეციალური თანამგზავრი უნდა გაეშვა გეოსტაციონარულ ორბიტაზე (დაახლოებით 36000 კილომეტრი), სადაც მას უნდა დაეკავებინა პოზიცია დედამიწის ეკვატორის გარკვეულ წერტილზე მაღლა. შემდეგ დაიწყეთ სატელიტზე კაბელების აწყობა და თანდათან ჩამოწიეთ ისინი პლანეტის ზედაპირისკენ. თავად სატელიტიც ასრულებდა საპირწონის როლს, მუდმივად ინარჩუნებდა კაბელებს დაჭიმულს.

ფართო საზოგადოებამ შეძლო ამ იდეის დეტალურად გაცნობა, როდესაც 1960 წელს კომსომოლსკაია პრავდამ გამოაქვეყნა ინტერვიუ არწუტანოვთან. ინტერვიუ დასავლურმა მედიამაც გამოაქვეყნა, რის შემდეგაც მთელი მსოფლიო "ლიფტის ციებ-ცხელება" დაექვემდებარა. სამეცნიერო ფანტასტიკის მწერლები განსაკუთრებით მოშურნეები იყვნენ, ხატავდნენ მომავლის ვარდისფერ სურათებს, რომლის შეუცვლელი ატრიბუტი იყო კოსმოსური ლიფტი.

ყველა ექსპერტი, რომელიც სწავლობს ლიფტის შექმნის შესაძლებლობას, თანხმდება, რომ ამ გეგმის განხორციელების მთავარი დაბრკოლება არის კაბელების საკმარისად ძლიერი მასალის ნაკლებობა. გათვლებით, ამ ჰიპოთეტურმა მასალამ უნდა გაუძლოს 120 გიგაპასკალის ძაბვას, ე.ი. 100000 კილოგრამზე მეტი კვადრატულ მეტრზე!

ფოლადის სიძლიერე არის დაახლოებით 2 გიგაპასკალი, განსაკუთრებით ძლიერი ვარიანტებისთვის ეს არის მაქსიმუმ 5 გიგაპასკალი, კვარცის ბოჭკოსთვის ის ოდნავ აღემატება 20-ს. ეს უბრალოდ საოცრად დაბალია. ჩნდება მარადიული კითხვა: რა ვქნათ? განავითარეთ ნანოტექნოლოგია. ლიფტის კაბელის როლის ყველაზე პერსპექტიული კანდიდატი შეიძლება იყოს ნახშირბადის ნანომილები. გათვლებით, მათი სიძლიერე გაცილებით მაღალი უნდა იყოს, ვიდრე მინიმალური 120 გიგაპასკალი.

აქამდე უძლიერესი ნიმუში უძლებდა 52 გიგაპასკალის სტრესს, მაგრამ უმეტეს შემთხვევაში ისინი იშლებოდნენ 30-დან 50 გიგაპასკალამდე. ხანგრძლივი კვლევებისა და ექსპერიმენტების დროს, სამხრეთ კალიფორნიის უნივერსიტეტის სპეციალისტებმა შეძლეს გაუგონარი შედეგის მიღწევა: მათმა მილმა გაუძლო 98,9 გიგაპასკალის ძაბვას!

სამწუხაროდ, ეს იყო ერთჯერადი წარმატება და კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი პრობლემაა ნახშირბადის ნანომილაკებთან დაკავშირებით. ნიკოლას პუნიო, ტურინის პოლიტექნიკური უნივერსიტეტის მეცნიერი, იმედგაცრუებულ დასკვნამდე მივიდა. გამოდის, რომ ნახშირბადის მილების სტრუქტურაში ერთი ატომის გადაადგილების გამოც კი, გარკვეული არეალის სიძლიერე შეიძლება მკვეთრად შემცირდეს 30%-ით. და ეს ყველაფერი მიუხედავად იმისა, რომ აქამდე მიღებული ყველაზე გრძელი ნანომილის ნიმუში მხოლოდ ორი სანტიმეტრია. და თუ გავითვალისწინებთ იმ ფაქტს, რომ კაბელის სიგრძე უნდა იყოს თითქმის 40000 კილომეტრი, ამოცანა უბრალოდ შეუძლებელი ჩანს.

ნამსხვრევები და ქარიშხალი

კიდევ ერთი ძალიან სერიოზული პრობლემა კოსმოსურ ნამსხვრევებს უკავშირდება. როდესაც კაცობრიობა დასახლდა დედამიწის დაბალ ორბიტაზე, მან დაიწყო ერთ-ერთი ყველაზე საყვარელი გართობა - მიმდებარე სივრცის დაბინძურება მისი სასიცოცხლო საქმიანობის პროდუქტებით. თავიდანვე რატომღაც არ ვღელავდით ამით. ”ბოლოს და ბოლოს, სივრცე უსასრულოა! - ვიმსჯელეთ. "თქვენ გადაყარეთ ქაღალდის ნაჭერი და ის გააგრძელებს სამყაროს სივრცის შესწავლას!"

სწორედ აქ დავუშვით შეცდომა. თვითმფრინავების ყველა ნამსხვრევები და ნაშთები განწირულია დედამიწის გარშემო სამუდამოდ შემოტრიალებისთვის, დატყვევებული მისი ძლიერი გრავიტაციული ველით. ინჟინერს არ სჭირდება იმის გარკვევა, თუ რა მოხდებოდა, თუ ამ ნაგავიდან ერთ-ერთი კაბელს შეეჯახება. აქედან გამომდინარე, ათასობით მკვლევარი მთელი მსოფლიოდან ჭკუას ატარებს დედამიწის მახლობლად მდებარე ნაგავსაყრელის აღმოფხვრის საკითხზე.

პლანეტის ზედაპირზე ლიფტის ბაზაზე სიტუაცია ასევე არ არის ბოლომდე ნათელი. თავდაპირველად იგეგმებოდა ეკვატორზე სტაციონარული ბაზის შექმნა გეოსტაციონარული თანამგზავრთან სინქრონიზაციის უზრუნველსაყოფად. თუმცა, მაშინ ქარიშხლის ქარის და სხვა სტიქიური უბედურებების ლიფტზე მავნე ზემოქმედების თავიდან აცილება შეუძლებელია.

შემდეგ გაჩნდა იდეა, რომ ბაზის მიმაგრება მცურავ პლატფორმაზე, რომელსაც შეეძლო მანევრირება და ქარიშხლების „აცილება“. მაგრამ ამ შემთხვევაში, ორბიტაზე და პლატფორმაზე მყოფი ოპერატორები იძულებულნი იქნებიან შეასრულონ ყველა მოძრაობა ქირურგიული სიზუსტით და აბსოლუტური სინქრონიზაციით, წინააღმდეგ შემთხვევაში მთელი სტრუქტურა ჯოჯოხეთში წავა.

აიწიე ნიკაპი!

მიუხედავად ყველა სირთულისა და დაბრკოლებისა, რომელიც დევს ჩვენს ეკლიან გზაზე ვარსკვლავებისკენ, არ უნდა ჩამოვკიდოთ ცხვირწინ და ეს, უეჭველად, უნიკალური პროექტი უკანა სანთურში გადავაგდოთ. კოსმოსური ლიფტი არ არის ფუფუნება, არამედ სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანი რამ.

ამის გარეშე, ახლო კოსმოსის კოლონიზაცია გახდება უკიდურესად შრომატევადი, ძვირადღირებული საქმე და შეიძლება მრავალი წელი დასჭირდეს. რა თქმა უნდა, არის წინადადებები ანტი-გრავიტაციული ტექნოლოგიების შემუშავების შესახებ, მაგრამ ეს ძალიან შორეული პერსპექტივაა და ლიფტი საჭიროა მომდევნო 20-30 წლის განმავლობაში.

ლიფტი აუცილებელია არა მხოლოდ ტვირთის ასაწევად და დასაწევად, არამედ როგორც „მეგა-სლინგი“. მისი დახმარებით შესაძლებელია კოსმოსური ხომალდების გაშვება პლანეტათაშორის სივრცეში ასეთი ძვირფასი საწვავის უზარმაზარი მოცულობის დახარჯვის გარეშე, რომელიც სხვაგვარად შეიძლება გამოყენებულ იქნას გემის აჩქარებისთვის. განსაკუთრებით საინტერესოა ლიფტის გამოყენების იდეა დედამიწის სახიფათო ნარჩენებისგან გასაწმენდად.

ვთქვათ, რომ ატომური ელექტროსადგურიდან დახარჯული ატომური საწვავი შეიძლება მოთავსდეს დალუქულ კაფსულებში, შემდეგ კი პირდაპირ ცეცხლზე გაიგზავნოს მზისკენ, რისთვისაც ასეთი ბუგერის დაწვა ნამცხვარია.

მაგრამ, უცნაურად საკმარისია, რომ ასეთი იდეის განხორციელება არა ეკონომიკის ან მეცნიერების, არამედ პოლიტიკის საკითხია. სიმართლეს თვალი უნდა გავუსწოროთ - მსოფლიოში არც ერთ ქვეყანას არ შეუძლია დამოუკიდებლად გაუმკლავდეს ასეთ გრანდიოზულ პროექტს. არ არსებობს გზა საერთაშორისო თანამშრომლობის გარეშე.

უპირველეს ყოვლისა, მნიშვნელოვანია შეერთებული შტატების, ევროკავშირის, ჩინეთის, იაპონიის, ინდოეთის, ბრაზილიის და, რა თქმა უნდა, რუსეთის მონაწილეობა. ასე რომ, როგორც არ უნდა შეხედო, მოგიწევს მოლაპარაკების მაგიდასთან დაჯდომა და მშვიდობის მილის მოწევა. ამიტომ, ბიჭებო, მოდით ვიცხოვროთ ერთად და ყველაფერი გამოგვივა!

ადილეტ ურაიმოვი

მიუხედავად იმისა, რომ კოსმოსური ლიფტის მშენებლობა უკვე ჩვენი საინჟინრო შესაძლებლობების ფარგლებშია, ვნებები ამ სტრუქტურის ირგვლივ, სამწუხაროდ, ბოლო დროს ჩაცხრა. მიზეზი ის არის, რომ მეცნიერებმა ჯერ ვერ მიიღეს ტექნოლოგია, რათა წარმოებულიყო საჭირო სიმტკიცის ნახშირბადის ნანომილები სამრეწველო მასშტაბით.

ორბიტაზე ტვირთის რაკეტების გარეშე გაშვების იდეა შემოგვთავაზა იმავე ადამიანმა, რომელმაც დააარსა თეორიული კოსმონავტიკა - კონსტანტინე ედუარდოვიჩ ციოლკოვსკი. პარიზში ნანახი ეიფელის კოშკის შთაგონებით, მან აღწერა თავისი ხედვა კოსმოსური ლიფტის შესახებ უზარმაზარი სიმაღლის კოშკის სახით. მისი მწვერვალი უბრალოდ გეოცენტრულ ორბიტაზე იქნებოდა.

ლიფტის კოშკი დაფუძნებულია ძლიერ მასალებზე, რომლებიც ხელს უშლიან შეკუმშვას - მაგრამ კოსმოსური ლიფტების თანამედროვე იდეები მაინც განიხილავს ვერსიას კაბელებით, რომელიც უნდა იყოს დაჭიმვის სიმტკიცე. ეს იდეა პირველად 1959 წელს შემოგვთავაზა სხვა რუსმა მეცნიერმა, იური ნიკოლაევიჩ არცუტანოვმა. პირველი სამეცნიერო ნაშრომი დეტალური გამოთვლებით კოსმოსურ ლიფტზე კაბელის სახით გამოქვეყნდა 1975 წელს, ხოლო 1979 წელს არტურ კლარკმა პოპულარიზაცია მოახდინა თავის ნაშრომში „სამოთხის შადრევნები“.

მიუხედავად იმისა, რომ ნანომილები ამჟამად აღიარებულია, როგორც უძლიერესი მასალა და ერთადერთი შესაფერისი ლიფტის ასაგებად გეოსტაციონარული თანამგზავრიდან გადაჭიმული კაბელის სახით, ლაბორატორიაში მიღებული ნანომილების სიძლიერე ჯერ კიდევ არ არის საკმარისი გამოთვლილი სიმტკიცის მისაღწევად.

თეორიულად, ნანომილების სიძლიერე უნდა იყოს 120 გპა-ზე მეტი, მაგრამ პრაქტიკაში ერთკედლიანი ნანომილის ყველაზე მაღალი დრეკადობა იყო 52 გპა და საშუალოდ ისინი იშლებოდნენ 30-50 გპა დიაპაზონში. კოსმოსური ლიფტი საჭიროებს მასალებს 65-120 გპა სიძლიერით.

გასული წლის ბოლოს, უდიდესმა ამერიკული დოკუმენტური ფილმების ფესტივალმა, DocNYC-მა აჩვენა ფილმი Sky Line, რომელიც აღწერს ამერიკელი ინჟინრების მცდელობებს აეშენებინათ კოსმოსური ლიფტი - მათ შორის NASA X-Prize კონკურსის მონაწილეები.

ფილმის მთავარი გმირები არიან ბრედლი ედვარდსი და მაიკლ ლეინი. ედვარდსი არის ასტროფიზიკოსი, რომელიც მუშაობს კოსმოსური ლიფტის იდეაზე 1998 წლიდან. ლეინი არის მეწარმე და LiftPort-ის დამფუძნებელი, კომპანია, რომელიც ხელს უწყობს ნახშირბადის ნანომილების კომერციულ გამოყენებას.

90-იანი წლების ბოლოს და 2000-იანი წლების დასაწყისში ედვარდსმა, მიიღო გრანტები NASA-სგან, ინტენსიურად განავითარა კოსმოსური ლიფტის იდეა, გამოთვალა და აფასებდა პროექტის ყველა ასპექტს. მისი ყველა გამოთვლა აჩვენებს, რომ ეს იდეა შესაძლებელია - თუ კაბელისთვის საკმარისად ძლიერი ბოჭკო გამოჩნდება.

ედვარდსმა მოკლედ ითანამშრომლა LiftPort-თან ლიფტის პროექტისთვის დაფინანსების მოსაძებნად, მაგრამ შიდა უთანხმოების გამო პროექტი არასოდეს განხორციელებულა. LiftPort დაიხურა 2007 წელს, თუმცა ერთი წლით ადრე მან წარმატებით აჩვენა რობოტი, რომელიც ცოცავდა მილის სიგრძის ვერტიკალურ კაბელზე, რომელიც ჩამოკიდებული იყო ბუშტებიდან, როგორც ნაწილი მისი ზოგიერთი ტექნოლოგიის კონცეფციის დასადასტურებლად.

ეს კერძო სივრცე, რომელიც კონცენტრირებულია მრავალჯერად გამოყენებად რაკეტებზე, შეიძლება მთლიანად ჩაანაცვლოს კოსმოსური ლიფტის განვითარება უახლოეს მომავალში. მისი თქმით, კოსმოსური ლიფტი მხოლოდ იმიტომ არის მიმზიდველი, რომ იგი გვთავაზობს ტვირთის ორბიტაზე მიტანის უფრო იაფ გზებს, ხოლო მრავალჯერადი გამოყენების რაკეტები ვითარდება სწორედ ამ მიწოდების ღირებულების შესამცირებლად.

ედვარდსი იდეის სტაგნაციას პროექტის რეალური მხარდაჭერის ნაკლებობას აბრალებს. „აი როგორ გამოიყურება პროექტები, რომლითაც მსოფლიოში მიმოფანტული ასობით ადამიანი ჰობიდ ვითარდება. სერიოზული წინსვლა არ იქნება, სანამ არ იქნება რეალური მხარდაჭერა და ცენტრალიზებული კონტროლი“.

იაპონიაში კოსმოსური ლიფტის იდეის განვითარებით სიტუაცია განსხვავებულია. ქვეყანა განთქმულია რობოტიკის სფეროში განვითარებით და იაპონელი ფიზიკოსი სუმიო იჯიმა ითვლება პიონერად ნანომილების დარგში. კოსმოსური ლიფტის იდეა აქ თითქმის ეროვნულია.

იაპონური კომპანია Obayashi პირობას დებს, რომ 2050 წლისთვის მიაწოდებს სამუშაო სივრცის ლიფტს. კომპანიის აღმასრულებელი დირექტორი იოჯი იშიკავა ამბობს, რომ ისინი მუშაობენ კერძო კონტრაქტორებთან და ადგილობრივ უნივერსიტეტებთან არსებული ნანომილების ტექნოლოგიის გასაუმჯობესებლად.

იშიკავა ამბობს, რომ მიუხედავად იმისა, რომ კომპანიას ესმის პროექტის სირთულე, ისინი ვერ ხედავენ რაიმე ფუნდამენტურ დაბრკოლებას მის განხორციელებაში. მას ასევე მიაჩნია, რომ იაპონიაში კოსმოსური ლიფტის იდეის პოპულარობა გამოწვეულია გარკვეული ეროვნული იდეის არსებობის აუცილებლობით, რომელიც აერთიანებს ადამიანებს ბოლო ორი ათწლეულის მძიმე ეკონომიკური მდგომარეობის ფონზე.

იშიკავა დარწმუნებულია, რომ მიუხედავად იმისა, რომ ამ მასშტაბის იდეა, დიდი ალბათობით, მხოლოდ საერთაშორისო თანამშრომლობით შეიძლება განხორციელდეს, იაპონია შეიძლება გახდეს მისი ლოკომოტივი ქვეყანაში კოსმოსური ლიფტის დიდი პოპულარობის გამო.

იმავდროულად, კანადურ კოსმოსურ და თავდაცვის კომპანია Thoth Technology-ს მიენიჭა აშშ-ის პატენტი No. 9,085,897 გასულ ზაფხულს კოსმოსური ლიფტის მათი ვერსიისთვის. უფრო ზუსტად, კონცეფცია გულისხმობს კოშკის მშენებლობას, რომელიც ინარჩუნებს სიმტკიცეს შეკუმშული აირის წყალობით.

კოშკმა ტვირთი უნდა მიიტანოს 20 კმ სიმაღლეზე, საიდანაც ისინი ორბიტაზე გაშვებული იქნება ჩვეულებრივი რაკეტების გამოყენებით. ეს შუალედური ვარიანტი, კომპანიის გათვლებით, რაკეტასთან შედარებით საწვავის 30%-მდე დაზოგავს.

თეორიული გათვლებით ისინი შესაფერის მასალად გვეჩვენება. თუ ვივარაუდებთ მათ ვარგისიანობას კაბელის დასამზადებლად, მაშინ კოსმოსური ლიფტის შექმნა გადაჭრადი საინჟინრო პრობლემაა, თუმცა ის მოითხოვს მოწინავე განვითარებისა და. NASA უკვე აფინანსებს ამერიკულ სამეცნიერო კვლევების ინსტიტუტში დაკავშირებულ მოვლენებს, მათ შორის ლიფტის შემუშავებას, რომელსაც შეუძლია დამოუკიდებლად გადაადგილება კაბელის გასწვრივ. სავარაუდოდ, მომავალში ეს მეთოდი შეიძლება იყოს უფრო იაფი, ვიდრე გამშვები მანქანების გამოყენება.

ენციკლოპედიური YouTube

1 / 5

✪ კოსმოსური ლიფტი, ჩვენი ბილეთი კოსმოსში!

✪ კოსმოსური ლიფტი მთვარეზე | დიდი ნახტომი

✪ კოსმოსური ლიფტი. ოცნება და რეალობა. თუ ფანტაზია?

✪ კანადაში 20 კილომეტრიანი კოსმოსური ლიფტი აშენდება

✪ კოსმოსური ლიფტი (წაიკითხავს ალექსანდრე კოტოვი)

სუბტიტრები

დიზაინი

ასეთი ბოჭკოების ქსოვის ტექნოლოგია ჯერ კიდევ საწყის ეტაპზეა.

2013 წლის ივნისში, აშშ-ს კოლუმბიის უნივერსიტეტის ინჟინრებმა განაცხადეს ახალი გარღვევა: გრაფენის წარმოების ახალი ტექნოლოგიის წყალობით, შესაძლებელია რამდენიმე ათეული სანტიმეტრის დიაგონალური ზომის ფურცლების მიღება და თეორიულზე მხოლოდ 10%-ით ნაკლები სიმტკიცე.

კაბელის გასქელება

კოსმოსურმა ლიფტმა უნდა გაუძლოს მინიმუმ საკუთარ წონას, რაც მნიშვნელოვანია კაბელის სიგრძის გამო. გასქელება, ერთის მხრივ, ზრდის კაბელის სიმტკიცეს, მეორეს მხრივ, ამატებს მის წონას და შესაბამისად საჭირო სიმტკიცეს. მასზე დატვირთვა განსხვავდება სხვადასხვა ადგილას: ზოგიერთ შემთხვევაში, კაბელის მონაკვეთმა უნდა გაუძლოს ქვემოთ მდებარე სეგმენტების წონას, ზოგ შემთხვევაში უნდა გაუძლოს ცენტრიდანულ ძალას, რომელიც ატარებს კაბელის ზედა ნაწილებს ორბიტაზე. ამ პირობის დასაკმაყოფილებლად და თითოეულ წერტილში კაბელის ოპტიმალურობის მისაღწევად, მისი სისქე ცვალებადი იქნება.

A (r) = A 0 exp ⁡ [ ρ s [ 1 2 ω 2 (r 0 2 − r 2) + g 0 r 0 (1 − r 0 r) ] ] (\displaystyle A(r)=A_(0 )\ \exp \left[(\frac (\rho )(s))\left[(\ დასაწყისი(მატრიცა)(\frac (1)(2))\ბოლო(მატრიცა))\ომეგა ^(2)( r_(0)^(2)-r^(2))+g_(0)r_(0)(1-(\frac (r_(0))(r)))\right]\right])

Აქ A (r) (\displaystyle A(r))- კაბელის განივი ფართობი, როგორც მანძილის ფუნქცია r (\displaystyle r)საწყისი ცენტრიᲓედამიწა.

ფორმულა იყენებს შემდეგ მუდმივებს:

ამრიგად, კაბელის განივი ფართობების თანაფარდობა ბაზაზე და GSO-ზე ( რ= 42,164 კმ) არის: A (r G E O) A 0 = exp ⁡ [ ρ s × 4, 832 × 10 7 m 2 s 2 ] (\displaystyle (\frac (A(r_(\mathrm (GEO) )))(A_(0)) )=\exp \left[(\frac (\rho )(s))\ჯერ 4.832\ჯერ 10^(7)\,\mathrm (\frac (m^(2))(s^(2))) \მარჯვნივ])

მიწის დონეზე სხვადასხვა მასალისა და კაბელის სხვადასხვა დიამეტრის სიმკვრივისა და სიმტკიცის ჩანაცვლებით, ჩვენ ვიღებთ კაბელის დიამეტრის ცხრილს GSO დონეზე. გასათვალისწინებელია, რომ გაანგარიშება განხორციელდა იმ პირობით, რომ ლიფტი დადგებოდა „თავისთავად“, დატვირთვის გარეშე - რადგან საკაბელო მასალა უკვე განიცდის დაძაბულობას საკუთარი წონისგან (და ეს დატვირთვები ახლოსაა მაქსიმალურ დასაშვებთან. ამ მასალისთვის).

კაბელის დიამეტრი GSO-ზე, დამოკიდებულია მის დიამეტრზე მიწის დონეზე,
სხვადასხვა მასალისთვის (გამოითვლება უახლესი ფორმულით), მ

მასალა	სიმჭიდროვე ρ (\displaystyle \rho), კგმ 3	დაჭიმვის სიმტკიცე s (\displaystyle s), პა	კაბელის დიამეტრი მიწის დონეზე
მასალა	სიმჭიდროვე ρ (\displaystyle \rho), კგმ 3	დაჭიმვის სიმტკიცე s (\displaystyle s), პა	1 მმ	1 სმ	10 სმ	1მ
ფოლადის St3 ცხელი ნაგლინი	7760	0.37 10 9	1.31 10 437	1.31 10 438	1.31 10 439	1.31 10 440
მაღალი შენადნობის ფოლადი 30KhGSA	7780	1.4 10 9	4.14 10 113	4.14 10 114	4.14 10 115	4.14 10 116
ვებ	1000	2.5 10 9	0.248 10 6	2.48 10 6	24.8 10 6	248 10 6
თანამედროვე ნახშირბადის ბოჭკოვანი	1900	4 10 9	9.269 10 6	92.69 10 6	926.9 10 6	9269 10 6
ნახშირბადის ნანომილები	1900	90 10 9	2.773·10 -3	2.773·10 -2	2.773·10 -1	2.773

ამრიგად, არარეალურია ლიფტის აშენება თანამედროვე სტრუქტურული ფოლადებისგან. ერთადერთი გამოსავალი არის დაბალი სიმკვრივის და/ან ძალიან მაღალი სიმტკიცის მასალების ძებნა.

მაგალითად, ცხრილი მოიცავს cobwebs (ობობის აბრეშუმი). არსებობს სხვადასხვა ეგზოტიკური პროექტები ქსელების წარმოებისთვის "ობობის ფერმებზე". ახლახან გავრცელდა ცნობები, რომ გენეტიკური ინჟინერიის დახმარებით, თხის სხეულში შესაძლებელი გახდა ობობის გენის შეყვანა, რომელიც ობობას ქსელის პროტეინს აკოდირებს. ახლა გენმოდიფიცირებული თხის რძე შეიცავს ობობის პროტეინს. შესაძლებელია თუ არა ამ ცილისგან ისეთი მასალის მიღება, რომელიც თავისი თვისებებით ობობის ქსელს წააგავს, ჯერჯერობით უცნობია. მაგრამ, პრესის ცნობით, მსგავსი მოვლენები მიმდინარეობს

კიდევ ერთი პერსპექტიული მიმართულებაა ნახშირბადის ბოჭკოვანი და ნახშირბადის ნანომილები. ნახშირბადის ბოჭკო დღეს წარმატებით გამოიყენება ინდუსტრიაში. ნანომილები დაახლოებით 20-ჯერ უფრო ძლიერია, მაგრამ ამ მასალის წარმოების ტექნოლოგია ლაბორატორიიდან ჯერ არ გასულა. ცხრილი აშენდა იმ ვარაუდით, რომ ნანომილებისაგან დამზადებული კაბელის სიმკვრივე იგივეა, რაც ნახშირბადის ბოჭკოს.

ქვემოთ ჩამოთვლილია კიდევ რამდენიმე ეგზოტიკური გზა კოსმოსური ლიფტის ასაშენებლად:

საპირისპირო წონა

საპირწონე შეიძლება შეიქმნას ორი გზით - გეოსტაციონარული ორბიტის მიღმა მძიმე ობიექტის (მაგალითად, ასტეროიდის, კოსმოსური დასახლების ან კოსმოსური დოკის) მიბმის გზით, ან გეოსტაციონარული ორბიტის მიღმა მნიშვნელოვანი მანძილის გაფართოებით. მეორე ვარიანტი საინტერესოა, რადგან წაგრძელებული კაბელის ბოლოდან სხვა პლანეტებზე ტვირთის გაშვება უფრო ადვილია, რადგან მას დედამიწასთან შედარებით მნიშვნელოვანი სიჩქარე აქვს.

კუთხოვანი იმპულსი, სიჩქარე და დახრილობა

კაბელის თითოეული მონაკვეთის ჰორიზონტალური სიჩქარე იზრდება სიმაღლესთან ერთად დედამიწის ცენტრამდე მანძილის პროპორციულად და აღწევს პირველ კოსმოსურ სიჩქარეს გეოსტაციონარული ორბიტაზე. ამიტომ ტვირთის აწევისას საჭიროა დამატებითი კუთხური იმპულსის მოპოვება (ჰორიზონტალური სიჩქარე).

კუთხის იმპულსი მიიღება დედამიწის ბრუნვის გამო. თავდაპირველად, ლიფტი ოდნავ ნელა მოძრაობს, ვიდრე კაბელი (კორიოლისის ეფექტი), რითაც "ანელებს" კაბელს და ოდნავ გადახრის მას დასავლეთისკენ. 200 კმ/სთ ასვლის სიჩქარით კაბელი 1 გრადუსით დაიხრება. დაძაბულობის ჰორიზონტალური კომპონენტი არავერტიკალურ კაბელში ზიდავს დატვირთვას გვერდით, აჩქარებს მას აღმოსავლეთის მიმართულებით (იხ. დიაგრამა) - ამის გამო ლიფტი იძენს დამატებით სიჩქარეს. ნიუტონის მესამე კანონის მიხედვით, კაბელი მცირე რაოდენობით ანელებს დედამიწას, ხოლო საპირწონე საგრძნობლად უფრო დიდი რაოდენობით, საპირწონე წონის ბრუნვის შენელების შედეგად, კაბელი დაიწყებს შემოხვევას;

ამავდროულად, ცენტრიდანული ძალის გავლენა აიძულებს კაბელს დაუბრუნდეს ენერგიულად ხელსაყრელ ვერტიკალურ მდგომარეობას [ ], ისე, რომ ის იქნება სტაბილური წონასწორობის მდგომარეობაში. თუ ლიფტის სიმძიმის ცენტრი ყოველთვის გეოსტაციონარული ორბიტაზე მაღლა დგას, ლიფტების სიჩქარის მიუხედავად, ის არ დაეცემა.

იმ დროისთვის, როდესაც ტვირთამწეობა მიაღწევს გეოსტაციონალურ ორბიტას (GEO), მისი კუთხური იმპულსი საკმარისია ტვირთის ორბიტაში გასაშვებად. თუ დატვირთვა არ განთავისუფლდება კაბელიდან, მაშინ, ვერტიკალურად გაჩერებით GSO დონეზე, ის იქნება არასტაბილური წონასწორობის მდგომარეობაში და უსასრულოდ მცირე ქვევით ბიძგით დატოვებს GSO-ს და დაიწყებს დედამიწაზე ვარდნას ვერტიკალურად. აჩქარება, ხოლო შენელება ჰორიზონტალური მიმართულებით. ჰორიზონტალური კომპონენტიდან დაღმართის დროს კინეტიკური ენერგიის დაკარგვა კაბელის მეშვეობით გადაეცემა დედამიწის ბრუნვის კუთხურ იმპულსს, რაც აჩქარებს მის ბრუნვას. ზევით ასვლისას, დატვირთვა ასევე დატოვებს GSO-ს, მაგრამ საპირისპირო მიმართულებით, ანუ ის დაიწყებს აწევას კაბელის გასწვრივ დედამიწიდან აჩქარებით და მიაღწევს საბოლოო სიჩქარეს კაბელის ბოლოს. ვინაიდან საბოლოო სიჩქარე დამოკიდებულია კაბელის სიგრძეზე, მისი მნიშვნელობა შეიძლება თვითნებურად დაყენდეს. უნდა აღინიშნოს, რომ ტვირთის აწევის დროს კინეტიკური ენერგიის აჩქარება და მატება, ანუ მისი სპირალურად გადახვევა მოხდება დედამიწის ბრუნვის გამო, რომელიც შენელდება. ეს პროცესი სრულიად შექცევადია, ანუ თუ თქვენ დააყენებთ დატვირთვას კაბელის ბოლოზე და დაიწყებთ მის დაწევას, სპირალურად შეკუმშვას, შესაბამისად გაიზრდება დედამიწის ბრუნვის კუთხური იმპულსი.

გაშვება კოსმოსში

სხვა პლანეტებზე

კოსმოსური ლიფტის აშენება შესაძლებელია სხვა პლანეტებზე. უფრო მეტიც, რაც უფრო დაბალია გრავიტაცია პლანეტაზე და რაც უფრო სწრაფად ბრუნავს იგი, მით უფრო ადვილია მშენებლობის განხორციელება.

ასევე შესაძლებელია კოსმოსური ლიფტის გაფართოება ორ ციურ სხეულს შორის, რომლებიც ერთმანეთის გარშემო ბრუნავს და მუდმივად დგას ერთმანეთის პირისპირ (მაგალითად, პლუტონსა და ქარონს შორის ან ორმაგი ასტეროიდის (90) ანტიოპის კომპონენტებს შორის. თუმცა, რადგან მათი ორბიტები არ არის ზუსტი წრე, საჭირო იქნება მოწყობილობა ასეთი ლიფტის სიგრძის მუდმივი შესაცვლელად, ამ შემთხვევაში, ლიფტი შეიძლება გამოყენებულ იქნას არა მხოლოდ ტვირთის კოსმოსში გადასატანად, არამედ "ინტერპლანეტარული მოგზაურობისთვის".

მშენებლობა

მშენებლობა მიმდინარეობს გეოსტაციონარული სადგურიდან. ერთი ბოლო ეშვება დედამიწის ზედაპირზე, გადაჭიმული მიზიდულობის ძალით. მეორე, დასაბალანსებლად, არის საპირისპირო მიმართულებით, იზიდავს ცენტრიდანული ძალით. ეს ნიშნავს, რომ მშენებლობისთვის ყველა მასალა უნდა მიეწოდოს გეოსტაციონალურ ორბიტას ტრადიციული გზით. ანუ მთელი კოსმოსური ლიფტის გეოსტაციონალურ ორბიტაზე მიტანის ღირებულება არის პროექტის მინიმალური ფასი.

დანაზოგი კოსმოსური ლიფტის გამოყენებით

სავარაუდოდ, კოსმოსური ლიფტი მნიშვნელოვნად შეამცირებს ტვირთის კოსმოსში გაგზავნის ხარჯებს. კოსმოსური ლიფტების აშენება ძვირია, მაგრამ მათი საოპერაციო ხარჯები დაბალია, ამიტომ ისინი საუკეთესოდ გამოიყენება დიდი ხნის განმავლობაში ტვირთის ძალიან დიდი მოცულობისთვის. ამჟამად ტვირთის გაშვების ბაზარი არ არის საკმარისად დიდი იმისთვის, რომ გაამართლოს ლიფტის მშენებლობა, მაგრამ ფასის დრამატულმა შემცირებამ უნდა გამოიწვიოს ბაზრის გაფართოება.

მიღწევები

2005 წლიდან შეერთებულ შტატებში ტარდება ყოველწლიური კონკურსი Space Elevator Games, რომელსაც ახორციელებს Spaceward Foundation NASA-ს მხარდაჭერით. ამ კონკურსებში ორი კატეგორიაა: „საუკეთესო კაბელი“ და „საუკეთესო რობოტი (ლიფტი)“.

ლიფტის შეჯიბრში რობოტმა უნდა გადალახოს მითითებული მანძილი, ასვლა ვერტიკალურ კაბელზე არანაკლებ წესებით დადგენილი სიჩქარით (2007 წლის შეჯიბრში სტანდარტები იყო შემდეგი: კაბელის სიგრძე - 100 მ, მინიმალური სიჩქარე - 2 მ/წმ, რომლის სიჩქარე უნდა მიღწეული იყოს 10 მ/წმ) . 2007 წლის საუკეთესო შედეგი იყო 100 მ მანძილის დაფარვა საშუალო სიჩქარით 1,8 მ/წმ.

2009 წელს Space Elevator Games კონკურსის ჯამური საპრიზო ფონდი 4 მილიონი დოლარი იყო.

კონკურსი არ მოიცავს Liftport Group-ს, რომელმაც ცნობილი გახდა 2018 წელს კოსმოსური ლიფტის გაშვების შესახებ პრეტენზიებით (მოგვიანებით 2031 წელს გადაინაცვლა). Liftport ატარებს საკუთარ ექსპერიმენტებს, მაგალითად, 2006 წელს, რობოტი ლიფტით ავიდა ბურთების გამოყენებით გაჭიმულ ძლიერ თოკზე. ერთნახევარი კილომეტრიდან ლიფტმა მხოლოდ 460 მეტრის დაფარვა მოახერხა. 2012 წლის აგვისტო-სექტემბერში კომპანიამ დაიწყო Kickstarter-ის ვებსაიტზე ლიფტის ახალი ექსპერიმენტებისთვის სახსრების მოზიდვის პროექტი. შეგროვებული თანხიდან გამომდინარე, დაგეგმილია რობოტის აწევა 2 ან მეტი კილომეტრით.

LiftPort Group-მა ასევე გამოაცხადა მზადყოფნა არსებული ტექნოლოგიების საფუძველზე აეშენებინა ექსპერიმენტული კოსმოსური ლიფტი მთვარეზე. კომპანიის პრეზიდენტი მაიკლ ლეინი ამბობს, რომ ასეთი ლიფტის აშენებას შეიძლება რვა წელი დასჭირდეს. პროექტზე ყურადღებამ აიძულა კომპანია დაესახა ახალი მიზანი - პროექტის მომზადება და დამატებითი სახსრების მოძიება ეგრეთ წოდებული "მთვარის ლიფტის" ტექნიკურ-ეკონომიკური შესწავლის დასაწყებად. ლეინის თქმით, ასეთი ლიფტის მშენებლობას ერთი წელი დასჭირდება და 3 მილიონი დოლარი დაჯდება. NASA-ს სპეციალისტებმა უკვე მიაპყრეს ყურადღება LiftGroup პროექტს. მაიკლ ლეინი თანამშრომლობდა აშშ-ს კოსმოსურ სააგენტოსთან კოსმოსური ლიფტის პროექტზე.

მსგავსი პროექტები

კოსმოსური ლიფტი არ არის ერთადერთი პროექტი, რომელიც იყენებს ტეტერებს ორბიტაზე თანამგზავრების გასაშვებად. ერთ-ერთი ასეთი პროექტია Orbital Skyhook (ორბიტალური კაკალი). Skyhook იყენებს ტეტერს, რომელიც არც თუ ისე გრძელია კოსმოსურ ლიფტთან შედარებით, რომელიც დედამიწის დაბალ ორბიტაზეა და სწრაფად ბრუნავს მისი შუა ნაწილის გარშემო. ამის გამო, კაბელის ერთი ბოლო მოძრაობს დედამიწასთან შედარებით დაბალი სიჩქარით და ჰიპერბგერითი თვითმფრინავების დატვირთვები შეიძლება შეჩერდეს მისგან. ამავდროულად, Skyhook-ის დიზაინი მუშაობს როგორც გიგანტური მფრინავი - ბრუნვის და კინეტიკური ენერგიის აკუმულატორი. Skyhook პროექტის უპირატესობა არის მისი მიზანშეწონილობა არსებული ტექნოლოგიების გამოყენებით. მინუსი არის ის, რომ Skyhook იყენებს ენერგიას თავისი მოძრაობიდან თანამგზავრების გასაშვებად და ეს ენერგია როგორმე უნდა შეივსოს.

პროექტი Stratosphere Network of Skyscrapers. პროექტი არის ორბიტალური ლიფტების ქსელი, რომელიც გაერთიანებულია ექვსკუთხედებში, რომელიც მოიცავს მთელ პლანეტას. მშენებლობის შემდეგ ეტაპებზე გადასვლისას საყრდენები იხსნება, ლიფტის ქსელის ჩარჩო გამოიყენება მასზე სტრატოსფერული ნამოსახლარის ასაგებად. პროექტი ითვალისწინებს რამდენიმე ჰაბიტატის ზონას.

კოსმოსური ლიფტი სხვადასხვა სამუშაოებში

რობერტ ჰაინლაინის წიგნში პარასკევი იყენებს კოსმოსურ ლიფტს სახელწოდებით "ლობიო".
1972 წელს სსრკ ფილმში პეტკა კოსმოსში მთავარი გმირი კოსმოსურ ლიფტს იგონებს.
არტურ კლარკის ერთ-ერთი ცნობილი ნამუშევარი, სამოთხის შადრევნები, ეფუძნება კოსმოსური ლიფტის იდეას. გარდა ამისა, კოსმოსური ლიფტი ჩნდება მისი ცნობილი ტეტრალოგიის, A Space Odyssey (3001: The Last Odyssey) ბოლო ნაწილში.
Star Trek: Voyager ეპიზოდში 3.19, "Rise", კოსმოსური ლიფტი ეხმარება ეკიპაჟს გაექცეს საშიში ატმოსფეროს მქონე პლანეტას.
Civilization IV-ს აქვს კოსმოსური ლიფტი. იქ ის არის ერთ-ერთი გვიანდელი "დიდი სასწაული".
ტიმოთი ზანის სამეცნიერო ფანტასტიკურ რომანში "აბრეშუმის ჭია" ("Spinneret", 1985) მოხსენიებულია პლანეტა, რომელსაც შეუძლია სუპერბოჭკოვანი წარმოქმნა. პლანეტით დაინტერესებულ ერთ-ერთ რასას სურდა მიეღო ეს ბოჭკო სპეციალურად კოსმოსური ლიფტის ასაშენებლად.
ფრანკ-შაცინგის სამეცნიერო ფანტასტიკურ რომანში Limit, კოსმოსური ლიფტი ახლო მომავალში პოლიტიკური ინტრიგის ცენტრალურ პუნქტად მოქმედებს.
სერგეი ლუკიანენკოს დილოგიაში "ვარსკვლავები - ცივი სათამაშოები", ერთ-ერთმა არამიწიერმა ცივილიზაციამ, ვარსკვლავთშორისი ვაჭრობის პროცესში, დედამიწას მიაწოდა სუპერ ძლიერი ძაფები, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას კოსმოსური ლიფტის ასაგებად. მაგრამ არამიწიერი ცივილიზაციები დაჟინებით მოითხოვდნენ მხოლოდ მათი დანიშნულებისამებრ გამოყენებას - მშობიარობის დროს დასახმარებლად.
ჯ. სკალზის სამეცნიერო ფანტასტიკურ რომანში „გამარჯვებისთვის განწირული“ (ინგლ. Scalzi, John. Old Man's War) აქტიურად გამოიყენება კოსმოსური ლიფტების სისტემები დედამიწაზე, მრავალ მიწიერ კოლონიასა და სხვა მაღალგანვითარებული ინტელექტუალური რასის ზოგიერთ პლანეტაზე კომუნიკაციისთვის. ვარსკვლავთშორისი გემების ნავმისადგომები.
ალექსანდრე გრომოვის სამეცნიერო ფანტასტიკურ რომანში "ხვალ იქნება მარადისობა", სიუჟეტი აგებულია კოსმოსური ლიფტის არსებობის ფაქტზე. არსებობს ორი მოწყობილობა - წყარო და მიმღები, რომლებსაც "ენერგეტიკული სხივის" გამოყენებით შეუძლიათ ლიფტის "სალონის" ორბიტაზე აყვანა.
ალასტერ რეინოლდსის სამეცნიერო ფანტასტიკურ რომანში „უფსკრული ქალაქი“ დეტალურად არის აღწერილი კოსმოსური ლიფტის სტრუქტურისა და ფუნქციონირების შესახებ და აღწერს მისი განადგურების პროცესს (ტერორისტული თავდასხმის შედეგად).
ტერი პრაჩეტის სამეცნიერო ფანტასტიკურ რომანში Strata შეიცავს ხაზი, უკიდურესად გრძელი ხელოვნური მოლეკულა, რომელიც გამოიყენება როგორც კოსმოსური ლიფტი.
გრეჰემ მაკნილის სამეცნიერო ფანტასტიკურ რომანში Mechanicum, კოსმოსური ლიფტები იმყოფებიან მარსზე და უწოდებენ ციოლკოვსკის კოშკებს.
ნახსენები სიმღერაში ჯგუფის Zvuki Mu "Elevator to Heaven".
Sonic Colors თამაშის დასაწყისშივე ჩანს Sonic და Tails, რომლებიც კოსმოსური ლიფტით ადიან დოქტორ ეგგმანის პარკში მისასვლელად.
ალექსანდრე ზორიჩის წიგნში "Somnambulist 2" ეთნოგენეზის სერიიდან, მთავარი გმირი მატვეი გუმილიოვი (სუროგატული პიროვნების დარგვის შემდეგ - მაქსიმ ვერხოვსევი, ამხანაგი ალფას პირადი პილოტი, "ვარსკვლავური მებრძოლების" ხელმძღვანელი) მოგზაურობს ორბიტალურ ლიფტში.
სამეცნიერო ფანტასტიკის მწერლის ალექსანდრე გრომოვის მოთხრობაში "გველი" გმირები იყენებენ კოსმოსურ ლიფტს "გზაზე" მთვარედან დედამიწამდე.
სამეცნიერო ფანტასტიკური რომანების სერიაში

დღეს კოსმოსური ხომალდი იკვლევს მთვარეს, მზეს, პლანეტებსა და ასტეროიდებს, კომეტებს და პლანეტათაშორის სივრცეს. მაგრამ ქიმიურ საწვავზე მომუშავე რაკეტები ჯერ კიდევ არის ძვირადღირებული და დაბალი სიმძლავრის საშუალება დედამიწის მიზიდულობის მიღმა ტვირთამწეობისთვის. თანამედროვე სარაკეტო ტექნოლოგიამ პრაქტიკულად მიაღწია ქიმიური რეაქციების ბუნებით განსაზღვრული შესაძლებლობების ზღვარს. მივიდა კაცობრიობა ტექნოლოგიურ ჩიხში? სულაც არა, თუ გადავხედავთ კოსმოსური ლიფტის ძველ იდეას.

საწყისებზე

პირველი ადამიანი, ვინც სერიოზულად დაფიქრდა იმაზე, თუ როგორ უნდა დაძლიოს პლანეტის გრავიტაცია „აწევის“ გამოყენებით, იყო რეაქტიული მანქანების ერთ-ერთი შემქმნელი, ფელიქს ზანდერი. მეოცნებე და გამომგონებლის ბარონ მიუნჰაუზენისგან განსხვავებით, ზანდერმა შესთავაზა მეცნიერულად დაფუძნებული ვარიანტი მთვარეზე კოსმოსური ლიფტის შესაქმნელად. მთვარესა და დედამიწას შორის გზაზე არის წერტილი, სადაც ამ სხეულების გრავიტაციული ძალები აბალანსებს ერთმანეთს. ის მთვარიდან 60000 კმ-ის დაშორებით მდებარეობს. მთვარესთან უფრო ახლოს, მთვარის გრავიტაცია დედამიწაზე უფრო ძლიერი იქნება, უფრო შორს კი უფრო სუსტი. ასე რომ, თუ მთვარეს კაბელით დაუკავშირებთ რომელიმე ასტეროიდს, რომელიც დარჩა, ვთქვათ, მთვარიდან 70000 კმ-ის მანძილზე, მაშინ მხოლოდ კაბელი ხელს შეუშლის ასტეროიდის დედამიწაზე დაცემას. კაბელი გამუდმებით იქნება დაჭიმული მიზიდულობის ძალით და მის გასწვრივ მთვარის ზედაპირიდან მთვარის მიზიდულობის საზღვრებს მიღმა იქნება შესაძლებელი ამოსვლა. მეცნიერული თვალსაზრისით, ეს სრულიად სწორი აზრია. მას მაშინვე არ მიუქცევია ის ყურადღება, რაც იმსახურებდა მხოლოდ იმიტომ, რომ ზანდერის დროს უბრალოდ არ არსებობდა მასალები, საიდანაც კაბელი არ გატყდებოდა საკუთარი წონის ქვეშ.

„1951 წელს პროფესორმა ბაკმინსტერ ფულერმა შეიმუშავა თავისუფლად მცურავი რგოლის ხიდი დედამიწის ეკვატორის გარშემო. ამ იდეის რეალობად ქცევისთვის მხოლოდ კოსმოსური ლიფტია საჭირო. და როდის გვექნება? არ მსურს გამოცნობა, ასე რომ, მე შევასწორებ პასუხს, რომელიც არტურ კანტროვიცმა გასცა, როდესაც ვინმემ მას შეკითხვა დაუსვა ლაზერული გაშვების სისტემის შესახებ. კოსმოსური ლიფტი აშენდება 50 წლის შემდეგ, რაც ხალხი შეწყვეტს სიცილს ამ იდეაზე.” („კოსმოსური ლიფტი: სააზროვნო ექსპერიმენტი თუ გასაღები სამყაროსთვის?“, გამოსვლა XXX საერთაშორისო კონგრესზე ასტრონავტიკაზე, მიუნხენი, 1979 წლის 20 სექტემბერი.)

პირველი იდეები

ასტრონავტიკის პირველმა წარმატებებმა კვლავ გააღვიძა ენთუზიასტების ფანტაზია. 1960 წელს ახალგაზრდა საბჭოთა ინჟინერმა იური არცუტანოვმა ყურადღება გაამახვილა ეგრეთ წოდებული გეოსტაციონარული თანამგზავრების (GSS) საინტერესო მახასიათებლებზე. ეს თანამგზავრები წრიულ ორბიტაზე იმყოფებიან ზუსტად დედამიწის ეკვატორის სიბრტყეში და აქვთ დედამიწის დღის ხანგრძლივობას ტოლი ორბიტალური პერიოდი. ამრიგად, გეოსტაციონარული თანამგზავრი მუდმივად ტრიალებს ეკვატორის ერთსა და იმავე წერტილზე. არცუტანოვმა შესთავაზა GSS-ის დაკავშირება კაბელით მის ქვემოთ მდებარე წერტილთან დედამიწის ეკვატორზე. კაბელი დედამიწასთან შედარებით უმოძრაო იქნება და მის გასწვრივ კოსმოსში ლიფტის სალონის გაშვების იდეა თავს იჩენს. ამ ნათელმა იდეამ მრავალი გონება დაიპყრო. ცნობილმა მწერალმა არტურ კლარკმა დაწერა სამეცნიერო ფანტასტიკური რომანი სამოთხის შადრევნები, რომელშიც მთელი სიუჟეტი დაკავშირებულია კოსმოსური ლიფტის მშენებლობასთან.

ლიფტის პრობლემები

დღეს GSS-ზე კოსმოსური ლიფტის იდეა უკვე ხორციელდება აშშ-სა და იაპონიაში და ამ იდეის შემქმნელებს შორის კონკურსებიც კი ეწყობა. დიზაინერების ძირითადი ძალისხმევა მიმართულია მასალების მოძიებაზე, საიდანაც შესაძლებელია 40000 კმ სიგრძის კაბელის დამზადება, რომელსაც შეუძლია გაატაროს არა მხოლოდ საკუთარი წონა, არამედ სხვა სტრუქტურული ნაწილების წონაც. კარგია, რომ კაბელისთვის შესაფერისი ნივთიერება უკვე გამოიგონეს. ეს არის ნახშირბადის ნანომილები. მათი სიძლიერე რამდენჯერმე აღემატება იმას, რაც საჭიროა კოსმოსური ლიფტისთვის, მაგრამ ჩვენ მაინც უნდა ვისწავლოთ ათობით ათასი კილომეტრის სიგრძის ასეთი მილებიდან დეფექტების გარეშე ძაფის დამზადება. უდავოა, რომ ასეთი ტექნიკური პრობლემა ადრე თუ გვიან მოგვარდება.

დედამიწიდან დედამიწის დაბალ ორბიტამდე ტვირთის მიწოდება ხდება ტრადიციული ქიმიური საწვავის რაკეტებით. იქიდან ორბიტალური ბუქსირები ტვირთს ყრიან „ქვედა ლიფტის პლატფორმაზე“, რომელიც საიმედოდ არის მიმაგრებული მთვარეზე მიმაგრებული კაბელით. ლიფტი ტვირთს მთვარეზე აწვდის. ბოლო ეტაპზე და მთვარედან ასვლისას დამუხრუჭების (და თავად რაკეტების) საჭიროების არარსებობის გამო, შესაძლებელია ხარჯების მნიშვნელოვანი დაზოგვა. მაგრამ, სტატიაში აღწერილისგან განსხვავებით, ეს კონფიგურაცია პრაქტიკულად იმეორებს ზანდერის იდეას და არ წყვეტს დედამიწიდან ტვირთის ამოღების პრობლემას, ამ ეტაპისთვის სარაკეტო ტექნოლოგიის შენარჩუნებით.

მეორე და ასევე სერიოზული ამოცანა კოსმოსური ლიფტის მშენებლობის გზაზე არის ლიფტის ძრავის და მისი ენერგომომარაგების სისტემის შემუშავება. ბოლოს და ბოლოს, სალონმა ასვლის ბოლომდე უნდა გაიაროს 40000 კმ საწვავის შევსების გარეშე! ჯერ არავის გაუაზრებია, როგორ მიაღწიოს ამას.

არასტაბილური წონასწორობა

მაგრამ გეოსტაციონარული თანამგზავრის ლიფტისთვის ყველაზე დიდი, თუნდაც გადაულახავი, სირთულე დაკავშირებულია ციური მექანიკის კანონებთან. GSS თავის მშვენიერ ორბიტაზე იმყოფება მხოლოდ გრავიტაციისა და ცენტრიდანული ძალის ბალანსის გამო. ამ ბალანსის ნებისმიერი დარღვევა იწვევს იმ ფაქტს, რომ თანამგზავრი ცვლის ორბიტას და ტოვებს თავის "დგომას". დედამიწის გრავიტაციულ ველში მცირე არაჰომოგენურობაც კი, მზისა და მთვარის მოქცევის ძალები და მზის შუქის წნევა იწვევს იმ ფაქტს, რომ გეოსტაციონარული ორბიტაზე თანამგზავრები მუდმივად მოძრაობენ. ოდნავი ეჭვიც არ არის, რომ ლიფტის სისტემის სიმძიმის ქვეშ, თანამგზავრი ვერ შეძლებს გეოსტაციონარული ორბიტაზე დარჩენას და დაეცემა. თუმცა, არსებობს ილუზია, რომ შესაძლებელია გეოსტაციონარული ორბიტის მიღმა გაჭიმვა და მასიური საპირწონე მის შორეულ ბოლოში განთავსება. ერთი შეხედვით, მიმაგრებულ საპირწონეზე მოქმედი ცენტრიდანული ძალა ისე გამკაცრებს კაბელს, რომ მის გასწვრივ მოძრავი სალონიდან დამატებითი დატვირთვა ვერ შეცვლის საპირწონის პოზიციას და ლიფტი დარჩება სამუშაო მდგომარეობაში. ეს მართალი იქნებოდა, თუ მოქნილი კაბელის ნაცვლად გამოიყენებოდა ხისტი, მოუხვევი ღერო: მაშინ დედამიწის ბრუნვის ენერგია ღეროს მეშვეობით გადაიცემა სალონში და მისი მოძრაობა არ გამოიწვევდა გვერდითი ძალის გამოჩენას. რომელიც არ კომპენსირდება კაბელის დაჭიმვით. და ეს ძალა აუცილებლად დაარღვევს დედამიწის მახლობლად მდებარე ლიფტის დინამიურ მდგრადობას და ის დაინგრევა!

ზეციური მოედანი

მიწიერების საბედნიეროდ, ბუნებას ჩვენთვის აქვს შესანიშნავი გამოსავალი - მთვარე. მთვარე არა მხოლოდ იმდენად მასიურია, რომ ვერცერთი ლიფტი ვერ გადაადგილდება, ის ასევე თითქმის წრიულ ორბიტაზეა და ამავდროულად ყოველთვის ერთი გვერდით არის დედამიწისკენ მიმართული! იდეა უბრალოდ თავისთავად გვთავაზობს - ლიფტის გაჭიმვა დედამიწასა და მთვარეს შორის, მაგრამ ლიფტის კაბელის დამაგრება მხოლოდ ერთ ბოლოზე, მთვარეზე. კაბელის მეორე ბოლო შეიძლება დაიწიოს თითქმის თავად დედამიწამდე და მიზიდულობის ძალა მას სიმებივით მიიზიდავს დედამიწისა და მთვარის მასის ცენტრების დამაკავშირებელი ხაზის გასწვრივ. თავისუფალ ბოლოს არ უნდა მივცეთ დედამიწის ზედაპირამდე მიღწევის უფლება. ჩვენი პლანეტა ბრუნავს თავისი ღერძის გარშემო, რის გამოც კაბელის ბოლოს ექნება სიჩქარე დაახლოებით 400 მ წამში დედამიწის ზედაპირთან შედარებით, ანუ ატმოსფეროში მოძრაობს ბგერის სიჩქარეზე მეტი სიჩქარით. ვერც ერთი სტრუქტურა ვერ გაუძლებს ჰაერის ასეთ წინააღმდეგობას. მაგრამ თუ ლიფტის კაბინას 30-50 კმ სიმაღლეზე ჩამოუშვებთ, სადაც ჰაერი საკმაოდ იშვიათია, მისი წინააღმდეგობა შეიძლება უგულებელყო. სალონის სიჩქარე დარჩება დაახლოებით 0,4 კმ/წმ და ამ სიჩქარეს ადვილად აღწევს თანამედროვე მაღალსიმაღლე სტრატოპლანები. ლიფტის სალონში ფრენით და მასთან დამაგრებით (ამ დოკის ტექნიკა დიდი ხანია დამუშავებულია როგორც თვითმფრინავების მშენებლობაში საწვავის შესავსებად, ასევე კოსმოსურ ხომალდებში), შეგიძლიათ ტვირთის გადატანა სტრატოპლანის მხრიდან სალონში ან უკან. . ამის შემდეგ ლიფტის სალონი მთვარეზე ასვლას დაიწყებს, სტრატოპლანი კი დედამიწას დაუბრუნდება. სხვათა შორის, მთვარიდან მიტანილი ტვირთი შეიძლება უბრალოდ ჩამოაგდეს სალონიდან პარაშუტით და უსაფრთხოდ აიყვანოს ადგილზე ან ოკეანეში.

შეჯახების თავიდან აცილება

დედამიწისა და მთვარის დამაკავშირებელმა ლიფტმა კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი პრობლემა უნდა გადაჭრას. დედამიწის მახლობლად სივრცეში არის დიდი რაოდენობით სამუშაო კოსმოსური ხომალდი და რამდენიმე ათასი არააქტიური თანამგზავრი, მათი ფრაგმენტები და სხვა კოსმოსური ნამსხვრევები. ლიფტისა და რომელიმე მათგანის შეჯახება გამოიწვევს კაბელის გაწყვეტას. ამ უბედურების თავიდან აცილების მიზნით, შემოთავაზებულია კაბელის "ქვედა" ნაწილის, 60 000 კმ სიგრძის, ამწე და ამოღება დედამიწის თანამგზავრების გადაადგილების ზონიდან, როცა ის იქ არ არის საჭირო. დედამიწის მახლობლად მდებარე სივრცეში სხეულების პოზიციების მონიტორინგი საკმაოდ შეუძლია წინასწარ განსაზღვროს პერიოდები, როდესაც ლიფტის კაბინის მოძრაობა ამ ტერიტორიაზე უსაფრთხო იქნება.

ვინჩი კოსმოსური ლიფტისთვის

მთვარეზე კოსმოსურ ლიფტს სერიოზული პრობლემა აქვს. ჩვეულებრივი ლიფტების კაბინა მოძრაობს არაუმეტეს რამდენიმე მეტრი წამში სიჩქარით და ამ სიჩქარით ასვლასაც კი 100 კმ სიმაღლეზე (სივრცის ქვედა საზღვრამდე) დღეზე მეტი უნდა დასჭირდეს. მაშინაც კი, თუ 200 კმ/სთ სარკინიგზო მატარებლების მაქსიმალური სიჩქარით იმოძრავებთ, მთვარემდე მოგზაურობას თითქმის სამი თვე დასჭირდება. ლიფტი, რომელსაც შეუძლია წელიწადში მხოლოდ ორი ფრენა მთვარეზე, ნაკლებად სავარაუდოა, რომ მოთხოვნადი იყოს.

თუ კაბელს დაფარავთ ზეგამტარის ფირით, მაშინ შესაძლებელი იქნება კაბელის გასწვრივ გადაადგილება მაგნიტურ ბალიშზე მის მასალასთან შეხების გარეშე. ამ შემთხვევაში შესაძლებელი იქნება ნახევრად აჩქარება და სალონის ნახევრად დამუხრუჭება.

მარტივი გამოთვლა აჩვენებს, რომ 1 გ აჩქარებით (დედამიწაზე ჩვეულებრივი გრავიტაციის ექვივალენტური), მთვარეზე მთელი მოგზაურობა მხოლოდ 3,5 საათს მიიღებს, ანუ სალონი შეძლებს მთვარეზე სამი ფრენის განხორციელებას ყოველდღე. . მეცნიერები აქტიურად მუშაობენ ზეგამტარების შექმნაზე, რომლებიც მოქმედებენ ოთახის ტემპერატურაზე და მათი გამოჩენა უახლოეს მომავალში შეიძლება მოსალოდნელი იყოს.

ნაგვის გადაყრა

საინტერესოა აღინიშნოს, რომ მოგზაურობის ნახევარში სალონის სიჩქარე 60 კმ/წმ-ს მიაღწევს. თუ აჩქარების შემდეგ ტვირთი მოხსნილია სალონიდან, მაშინ ასეთი სიჩქარით ის შეიძლება მიმართული იყოს მზის სისტემის ნებისმიერ წერტილში, ნებისმიერ, თუნდაც ყველაზე შორეულ პლანეტაზე. ეს ნიშნავს, რომ მთვარეზე მიმავალი ლიფტი დედამიწიდან მზის სისტემის ფარგლებში რაკეტების გარეშე ფრენას შეძლებს.

და დედამიწიდან მზეზე მავნე ნარჩენების ლიფტის გამოყენებით გადაყრის შესაძლებლობა სრულიად ეგზოტიკური იქნება. ჩვენი მშობლიური ვარსკვლავი ისეთი სიმძლავრის ბირთვული ღუმელია, რომ ნებისმიერი ნარჩენი, თუნდაც რადიოაქტიური, უკვალოდ დაიწვება. ასე რომ, მთვარეზე სრულფასოვანი ლიფტი შეიძლება გახდეს არა მხოლოდ კაცობრიობის კოსმოსური გაფართოების საფუძველი, არამედ ჩვენი პლანეტის ტექნიკური პროგრესის ნარჩენებისგან გაწმენდის საშუალება.