Raķešu tehnoloģijas attīstība, šķiet, tuvojas savu spēju robežai, tāpēc zinātnieki un inženieri nodarbojas ar jaunu metožu izstrādi un izpēti kravas nolaišanai zemas zemes orbītā un ārpus tās. Starp daudzsološākajām ir ideja par "kosmosa liftu", ko 1895. gadā izvirzīja krievu zinātnieks Konstantīns Tsiolkovskis. Vēl nesen tika uzskatīts, ka pašreizējais tehnoloģiju attīstības līmenis neļauj to ieviest, taču amerikāņu zinātnieku grupa nepiekrīt šim viedoklim.
Ierosināto "orbītas torņa" Tsiolkovska projektu 1960. gados izstrādāja padomju inženieris Jurijs Artsutanovs. Savos rakstos viņš ierosināja struktūru, kas mainīta saistībā ar pieredzi, kas uzkrāta kopš Tsiolkovska laika. Zīmīgi, ka Artsutanovs gandrīz gadu pirms Jurija Gagarina lidojuma publicēja savu rakstu “Kosmosā uz elektriskās lokomotīves”. Tajā viņš ierosināja izmantot virves, kas piestiprinātas pie satelītiem ģeosinhronā orbītā, lai nogādātu kravas un cilvēkus orbītā. Tādējādi brīvi lidojošās virves (rotovatori) griežas ar Zemes vai cita debess ķermeņa ātrumu, kas nodrošina to sasprindzinājumu. Šajā gadījumā transportēšana pa kabeļiem tiek veikta ar ievērojami zemāku paātrinājumu nekā ar raķetes startu. Slavenā britu zinātniskās fantastikas rakstnieka Artūra Klarkes romāns "Paradīzes strūklakas" ir veltīts arī "kosmosa lifta" celtniecībai.
Teorētiski daudz drošākam, lētākam un uzticamākam Zemes telpas attīstīšanas veidam ieviešanai, pirmkārt, ir jābūt kabeļu ražošanai, kuru stiprums pārsniedz 65 gigapaskalus (salīdzinājumam: tērauda stiprība ir 1-5 GPa, silīcija šķiedra ir aptuveni 20 GPa). Pat īpaši spēcīgas grafēna bāzes oglekļa nanocaurules vēl nav sasniegušas vajadzīgo stiprumu (neskatoties uz to, ka esošo paraugu garums parasti nepārsniedz vairākus centimetrus). Tomēr amerikāņu pētnieku Eubanksa un Redlija publicēšanai kosmosa politikā iesniegtais raksts (oriģināls ir pieejams vietnē arXiv.org) pierāda, ka kosmosa elevatora uzbūve uz Mēness, visticamāk, ir iespējama, izmantojot šodien komerciālā apritē pieejamus polimērus.
Uz virves
Pirmajam projekta posmam, ko autori dēvē par Deep Space Tether Pathfinder (DSTP), vienlaikus vajadzētu kļūt gan par komerciāli izmantojama kosmosa elevatora starp Zemes un Mēness prototipu, gan par svarīgu instrumentu mūsu satelīta izpētei. DSTP pagriešana ļaus iegūt pietiekami daudz paraugu zinātniskiem pētījumiem Šaketlona krāterī, pēc kura apmēram puse no virvju griešanās kapsula ar paraugiem nonāks uz Zemes, pateicoties paātrinājumam, kas ļauj jums izvēlēties optimālo atgriešanās trajektoriju. Ierīce, vienkāršā izteiksmē, darbosies kā katapulta, ļaujot jums pārvietot kravu no Mēness uz Zemi. DSTP varēs veikt tikai vienu paraugu sūtījumu, pēc kura tas nonāks kosmosā - un pats par sevi kļūs par mikrometeorītu ietekmes uz piesiešanas stāvokli un citu faktoru izpētes objektu,svarīgi izprast kosmosa lifta darbību. DSTP kabelis būs 5000 km garš un svērs 2228 kg.
Ja veiksme būs veiksmīga, nākamais solis varētu būt Mēness kosmosa elevatora (LKL) infrastruktūras izbūve, kas piemērota nokļūšanai Mēness orbītā no satelīta virsmas un tālāk uz Zemi. Sistēmai vajadzētu būt īpaši garam kabelim, kas piestiprināts pie Mēness virsmas, kas iet caur Lagranža punktu (kurā uz kabeļa nostiprinātais svars paliks nekustīgs attiecībā pret diviem debess ķermeņiem) starp Mēnesi un Zemi, aptuveni 56 tūkstošus km no Mēness. LKL varēs no Mēness pacelt apmēram piecas tonnas iežu gadā un zemāku aprīkojumu ar tādu pašu kombinēto svaru uz Mēness virsmu.
n Reklāmas video:
Pieejamie līdzekļi
Kā uzsver raksta autori, projekta īstenošanai, ņemot vērā mazāku gravitāciju uz Mēness, ir iespējams izmantot jau esošos un tirdzniecībā pieejamos sintētiskos polimērus, piemēram, īpaši augstas molekulas svara augsta blīvuma polietilēnu (UHMWPE; tas galvenokārt tiek izmantots ķermeņa bruņu ražošanai, kuģu būves piestātņu oderēšanai). Krievijā ir divas izmēģinājuma rūpnīcas šāda materiāla ražošanai), un Japānā ražots polifenilēns-2,6-bezobioksazols (PBO; tirdzniecības nosaukums Zylon, jo īpaši tiek izmantots betona celtniecības bloku stiprināšanai).
Foto: nasa
Pēc zinātnieku aprēķiniem projekta īstenošanai pietiks ar vienu NASA Discovery klases kosmosa lidojumu. Pēc 58,5 tonnu zilona polimēra nogādāšanas Lagranžas punktā tur tiks uzstādīta lifta darbībai nepieciešamo materiālu “noliktava”. No turienes nolaišanās spēkrats tiks nolaists uz mēness virsmas, līča centrālajā daļā, izmantojot kabeli, kurš kļūs par bāzes staciju kravas pacelšanai un nolaišanai. Lai noturētu sistēmu līdzsvarā, atklātā telpā tiks atlaists pretsvars; kopējais kabeļa garums tādējādi sasniegs 278,5 tūkstošus km. Regolīta, Mēness grunts, kas sver līdz 100 kg, paraugi tiks nosūtīti uz starpposma bāzi Lagranžas punktā, izmantojot atkārtoti lietojamu, ar saules enerģiju darbināmu kapsulu. Degviela paraugu tālākai pārsūtīšanai uz Zemi nav nepieciešama, jo,Pēc atdalīšanās no kabeļa aptuveni 220,67 tūkstošu km attālumā no Mēness, kapsula turpinās virzīties ar inerci un nonāks Zemes atmosfērā aptuveni 34 stundu laikā ar ātrumu aptuveni 10,9 km / s. Lai novērtētu iespējamo kravas apgrozījuma apjomu, pietiek atcerēties, ka visu Apollo Mēness misiju laikā uz Zemi tika nogādāti tikai 382 kg regolīta.
Ja veiksme, otro LKL var uzbūvēt Mēness tālākajā pusē, ar bāzes staciju Lipskas krātera apgabalā. Kā norāda pētnieki, šāda nostāja cita starpā būs ideāla vieta radioastronomijas izpētei, jo Mēness tālākā puse ir pilnībā izolēta no radioviļņiem no Zemes. Projekta autori lēš, ka liftu kalpošanas laiks ir pieci gadi. Papildus zinātniskajiem pētījumiem un hipotētiskai izmantošanai kalnrūpniecībā Mēness lifti varētu spēlēt nozīmīgu lomu vadītas misijas uz Marsu izpildē. Saskaņā ar ziņojumu, ko 2015. gada rudenī publicēja Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta, Keio universitātes un Kalifornijas Tehnoloģiju institūta reaktīvo dzinēju laboratorijas starptautiska pētījumu grupa,kosmosa kuģa palaišanas masu līdz Marsam var samazināt par 68 procentiem, pateicoties dzinējiem paredzētajā skābekļa izmantošanā regolītā (41–46 procenti no īpatnējā svara). Eubanks un Redlijs savā darbā norāda, ka papildu faktors varētu būt LKL pretsvara izmantošana Mēness tālākajā pusē, lai paātrinātu un palaistu kravas kuģus Marsa orbītā, lai nākotnē piegādātu kolonijas uz "sarkanās planētas".
Vladislavs Krylovs
