Как бы ни манила идея стопроцентного космического лифта, подчёркивают исследователи, пока прочность любой нанотрубочной нити, которую мы умеем изготавливать, много ниже прочности отельной нанотрубки. Поэтому достичь высоты, нужной для «полного» космического подъёмника, не получится. Трос оборвётся.

Выведя нижний конец лифта за пределы атмосферы, толщину его тросов можно резко уменьшить. (Изображение Shutterstock.)

Почему бы в таком случае не обратиться к идее частичного лифта, вопрошают Памела Ву и Ко. Да, при подъёме груз не будет ускоряться за счёт вращения Земли, что не позволит использовать это явление для доставки грузов. Однако даже в этом случае цена вывода килограмма груза на низкую околоземную орбиту на $5 000–10 000 ниже, чем то, что «запрашивают» за тот же кг, доставляя его на орбиту геостационарную, куда имеет смысл протянуть частичный лифт.

Кроме того, из-за наличия в уравнениях, описывающих толщину нужного троса, экспоненты даже поднятие нижней точки троса на 100 км позволит радикально уменьшить его прочность — и, следовательно, толщину. Даже если земные ракеты будут доставлять груз в космос, а на высоту 36 000 км его подтянет трос, стоимость такой операции будет на 40% ниже традиционной, замечают исследователи.

Наконец, почти любой реальный сценарий работы даже частичного космического лифта требует питания от солнечных батарей, размещаемых на той же геостационарной орбите. И здесь лифт сразу получает огромное преимущество перед ракетами: топливо ему вообще не нужно, так как всю энергию он будет получать на месте.

42 164 км — это высота геостационарной орбиты, рассчитываемая от центра Земли; от поверхности планеты такая орбита отстоит почти на 36 000 км.

По расчётам канадцев, самой выгодной точкой «подхвата», где груз с низкоорбитальной ракеты рациональнее всего взять и начать «подтягивать» вверх, будет точка, располагаемая от 160 до 2 000 км над Землёй. Это выводит лифт из-под воздействия земной гравитации, дающей основную нагрузку на трос в концепции «полного» лифта. Хотя первый вариант кажется более энергозатратным (чуть большее количество газов на такой высоте заставит корректировать положение троса), при питании всей системы от солнечных батарей это не очень страшно. Зато чем ниже будет находиться точка подхватывания грузов, тем выше будет экономия на доставке на геостационарную орбиту, полагают учёные.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Acta Astronautica.

Подготовлено по материалам National Geographic. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.                                        Александр Березин