Японская строительная корпорация Obayashi Corporation заявила о планах по запуску строительства гигантского космического лифта к 2025 году. Эта масштабная идея, впервые озвученная в 2012 году, подразумевает создание конструкции длиной до 96 000 километров, стоимость которой может составить до 100 миллиардов долларов. В перспективе это должно существенно упростить доступ в космическое пространство, в том числе сократить время перелета на Марс до 3 месяцев, а при оптимальных условиях – до 50-60 дней. По предварительным расчетам компании, начало работ возможно уже в 2050 году.
Развитие двигательных технологий не позволило сделать космические полеты более доступными. Это связано с тем, что ракеты должны перевозить не только топливо, необходимое для достижения космоса, но и полезную нагрузку, включающую пассажиров, грузы и оборудование. Увеличение массы требует большего количества топлива, что и определяет значительную часть конструкции ракеты, предназначенную для его хранения.
Для вывода спутника на низкую околоземную орбиту с использованием одноступенчатой ракеты, топливо составляет до 95 % от общей массы ракеты. Это приводит к тому, что стоимость вывода одного килограмма полезной нагрузки превышает 2 000 долларов.
Космические лифты способны трансформировать подход к транспортировке грузов, поскольку они исключают потребность в топливе и предлагают более экологичную и выгодную альтернативу. Кроме того, они могут кардинально изменить способы доступа в космос, существенно уменьшив продолжительность полетов.
Создание подобной инфраструктуры связано со значительными сложностями. Тем не менее, компания Obayashi Corporation планирует начать строительство первого в мире космического лифта уже в 2025 году. Как сообщается в интервью Business Insider, в настоящее время компания находится на этапе предварительного проектирования, поиска партнеров и разработки концепции.
Масштабный проект, оцениваемый в 100 миллиардов долларов
Концепция космического лифта предполагает создание масштабной конструкции, включающей в себя противовес – спутник, находящийся на геостационарной орбите и соединенный с земной поверхностью посредством сверхпрочного кабеля. Противовес размещается на значительном удалении от Земли, чтобы поддерживать натяжение, необходимое для удержания системы, благодаря вращению планеты и создаваемой им центробежной силе. Подобный физический принцип применяется, например, спортсменами при метании молота. Для достижения космического пространства предлагается использовать специальные «альпинисты», закрепленные на тросе.
Лифт, разработанный корпорацией Obayashi, включает в себя 5 секций, соединенных тросом длиной 96 000 км. Начальной точкой является плавучий наземный порт в море, размещенный на экваторе. Далее кабель крепится к люку, расположенному на границе низкой околоземной орбиты, на высоте 23 750 километров. Последующая секция – станция на геостационарной орбите, находящаяся на высоте 36 000 километров над поверхностью Земли и получающая энергию от солнечной электростанции. Еще одна станция, расположенная на расстоянии 57 000 километров, предназначена для упрощения путешествий на Марс. По словам компании, противовес, помимо поддержания натяжения троса, будет способствовать исследованию других частей Солнечной системы, в частности, для добычи ресурсов на других планетах или астероидах.
По предварительным расчетам компании, стоимость создания такой масштабной инфраструктуры может достичь 100 миллиардов долларов. Однако эти инвестиции могут окупиться благодаря снижению затрат на транспортировку с использованием лифта – от 57 до 227 долларов за 453 грамма. Для сравнения, SpaceX взимает 1227 долларов за аналогичный вес груза при использовании ракеты Falcon 9, которая является самой доступной на рынке. Также, создаваемая инфраструктура позволит уменьшить время перелета на Марс до 3 месяцев, что значительно быстрее, чем 6-8 месяцев, требующихся при использовании существующих технологий.
Значительные технические трудности
Необходимо учитывать, что реализация подобного проекта сопряжена со значительными сложностями. Некоторые специалисты даже выражают сомнение в его скорой реализации. Одной из основных причин является дефицит ресурсов, требуемых для строительства. По мнению одного из исследователей, для возведения лифта потребуется такое количество стали, что необходимого количества углерода и железа будет недостаточно даже для всей планеты.
Для решения этой проблемы исследователи из Obayashi предлагают использовать углеродные нанотрубки, обладающие высокой прочностью и доступностью для массового производства. Тем не менее, длина современных углеродных нанотрубок не превышает 70 сантиметров.
Кабель также должен обладать достаточной прочностью, чтобы выдерживать значительные нагрузки. К механическим воздействиям относятся не только постоянное натяжение системы и погодные условия на Земле, но и потенциальные удары от мусора и других мелких космических тел.
Несмотря на это, компания уверена, что преимущества от внедрения разработки в перспективе окажутся более существенными, чем первоначальные инвестиции и связанные с ней временные издержки.