«Казалось, чья-то невидимая рука тянет по небу бледно-зеленые огненные полосы с алыми краями... «Паук» бесшумно и легко полз вверх. Трудно поверить, что он оставил Землю всего час назад. Трудно даже поверить, что Земля вообще еще существует, ибо теперь Морган поднимался между стенами огненного каньона». Так знаменитый фантаст и ученый Артур Кларк описывает в романе «Фонтаны рая», вышедшем в 1979-м, подъем в космическом лифте, стартовавшем с Земли. Действие происходит в XXII веке. Утопия, сказка? «В принципе космический лифт — вполне реальный проект!» — убежден авторитетный ученый, ведущий научный сотрудник Института астрономии РАН и ведущий специалист НПО имени Лавочкина, доктор физико-математических наук Александр БАГРОВ.
Такой лифт позволит отказаться от дорогостоящих запусков ракет-носителей и откроет новую эпоху в космонавтике, — продолжает ученый. — Над этим уже много лет серьезно работают в США, Японии, Канаде, Китае, России. Надеюсь, уже в XXI веке такая грандиозная транспортная система воплотится в жизнь«.
Мой собеседник, увлекаясь, анализирует различные концепции космических лифтов. Вот та, что описана Кларком. Трос в романе был поднят выше геостационарной орбиты (36 000 км), конец его завершался массивным противовесом. Именно такая схема сегодня привлекает одну из американских компаний, заявившую о планах сооружения полномасштабного космического лифта к 2031 году. Хотя ее-то, по мнению Багрова, реализовать в принципе невозможно.
Александр Викторович и его коллеги предложили другую чрезвычайно интересную идею. Разработка, на которую получен патент, содержит множество новшеств. Лифтовая транспортная система протянется в космосе на 400 000 км с лишним и соединит тросом Землю с Луной. Почему Луна? Да потому что ночное светило можно использовать как противовес, созданный самой природой. Трос вытянется под действием земного тяготения в виде прямой линии. А Луна, обращенная к нам всегда одной стороной, движется таким образом, что не создается препятствий для строительства грандиозной транспортной системы.
Расстояние от нашей планеты до Луны меняется — от 356 410 км до 406 700. И канат, по которому движется космическая кабина, должен иметь возможность укорачиваться и удлиняться. Потому он состоит из двух частей. На Луне закрепляется основная секция троса длиной 310 000 км. Противоположный его конец монтируется на промежуточной космической платформе. Она способна подниматься вверх и опускаться по тросу. К платформе крепится и вторая секция космического каната (96 700 км), спускающегося далее почти до самой Земли. Получается трос переменной длины.
«Ближний к Земле конец составного троса должен немного не доходить до поверхности планеты, — поясняет ученый. — Земной шар совершает суточное вращение с относительной скоростью на экваторе около 400 м в секунду. Значит, на неподвижно висящую в пространстве кабину обрушится ураган, несущийся со сверхзвуковой скоростью. Поэтому конечная остановка должна быть не вблизи поверхности Земли, а в стратосфере, где почти нет воздуха, на высоте 30-50 км. Сюда без труда поднимется с наземного аэродрома самолет с грузом и произведет стыковку с транспортным узлом на нижнем конце троса. А дальше контейнер или космонавты могут быть доставлены в любую точку на пути от Земли до Луны. Использование покрывающих трос сверхпроводников, бесконтактная магнитная подвеска позволят разгонять до космических скоростей кабину лифта, которая будет двигаться, не касаясь троса...»
Но, прежде чем такая концепция может быть реализована, предстоит, по словам ученого, решить ряд сложных проблем. Во-первых, найти технологию изготовления сверхпрочного и легкого троса — к примеру, из углеродных нанотрубок, графеновых материалов или недавно открытых алмазоподобных материалов, полученных на основе нанонитей из сжатого бензола. Впрочем, Багров не сомневается, что в ближайшие 15-20 лет эта задача будет решена.
Вторая серьезная проблема — разработка высокотемпературного сверхпроводника. Он нужен для снабжения энергией двигателей лифтовой кабины. Ключевое слово здесь — высокотемпературный, то есть сохраняющий сверхпроводящие свойства при комнатной температуре. Такого пока не существует. Но подобные материалы активно ищутся, ибо они позволят осуществить революционный прорыв в энергетике.
А зачем, собственно, нужен лифт между Землей и Луной? Ну, например, для колонизации Селены, когда в базальтовых породах будут созданы обширные пространства для обитания людей, в том числе оранжереи, ландшафтные парки с искусственным климатом («Труд» рассказывал об этом проекте 20 ноября 2015 года). Ночное светило может оказаться тем спасительным ковчегом, который позволит выжить человечеству в случае планетарной катастрофы на Земле. «Возможно, уже нынешние школьники смогут стать свидетелями начала сооружения лунно-земной транспортной системы с использованием космического лифта», — прогнозирует Багров. Межпланетные зонды можно будет разгонять с помощью лифта до нужной скорости и отсоединять от двигателей лифта для дальнейшего автономного полета в дальний космос...
Ученый рассказывает мне еще об одном проекте, рассчитанном на реализацию уже в следующем, XXII веке: «Космическая тросовая система Марс — Фобос. Безракетный старт с Красной планеты». Речь опять-таки о космической тросовой системе, но на этот раз предлагается развернуть ее между Марсом и его естественным спутником. Лифт спускается с Фобоса к Красной планете таким образом, чтобы трос с большим крюком на конце проходил невысоко над поверхностью. А у находящегося на Марсе космического корабля, который должен стартовать с Красной планеты, будет свой трос, образующий широкую петлю, уложенную сверху на две надувные мачты. В процессе движения Фобоса крюк захватит эту петлю. Нечто похожее происходит при посадке истребителя на авианосец, когда мчащийся по палубе самолет цепляется выпущенным гаком за тормозной канат. На Красной планете эта технология послужит не для торможения, а для подъема космического корабля в космос. Разумеется, петля должна находиться как раз на пути движения крюка. А рассчитать траекторию его движения можно точно.
«Далее, уже за пределами атмосферы Марса, космический аппарат отсоединяется от троса в тот момент, когда будет набрана нужная скорость и вектор для перелета к Земле, — поясняет Багров. — Тем самым лифтовая система позволит обеспечить не только безракетный старт с поверхности Красной планеты, но и выход корабля на возвратную траекторию с минимальными затратами топлива».
Конечно, расчеты интересны, но пригодятся ли они когда-нибудь? Скептики считают подобные разработки пустой тратой времени.
«На то они и скептики, — отвечает Александр Викторович. — В 1903-м, когда Циолковский впервые показал в своей статье, как ракета с жидкостным ракетным двигателем может полететь в космос, мало кто оценил важность исследования. Но всего через 54 года наша страна, запустив на орбиту первый искусственный спутник, открыла космическую эру. Вот и сегодня многим трудно представить будущее мировой космонавтики через 50 или 100 лет. Но технический прогресс будет идти с ускорением, нас ждут революционные прорывы в науке и технике. И проекты, о которых мы говорили, может, будут претворены в жизнь быстрее, чем прогнозируют сегодня самые увлеченные оптимисты...»
