Näib, et raketitehnoloogia arendamine on jõudmas oma võimaluste piirini, nii et teadlased ja insenerid tegelevad uute meetodite väljatöötamise ja uurimisega lasti maapinna orbiidile ja kaugemale suunamiseks. Kõige lootustandvam on ka Venemaa teadlase Konstantin Tsiolkovsky poolt 1895. aastal esitatud "kosmoseelemendi" idee. Veel hiljuti usuti, et tehnoloogia praegune arengutase ei võimalda selle rakendamist, kuid rühm Ameerika teadlasi ei nõustu selle arvamusega.
Orbitaaltorni kavandatud Tsiolkovsky projekti töötas 1960. aastatel välja Nõukogude insener Juri Artsutanov. Oma kirjutistes pakkus ta välja struktuuri, mida on muudetud vastavalt Tsiolkovski ajast saadud kogemustele. On tähelepanuväärne, et Artsutanov avaldas oma artikli "Kosmosesse elektriveduri" peaaegu aasta enne Juri Gagarini lendu. Selles tegi ta ettepaneku kasutada lasti ja inimeste orbiidile toimetamiseks geosünkroonsel orbiidil satelliitide külge kinnitatud köied. Seega pöörlevad vabalt lendavad köied (rotovaatorid) Maa või muu taevakeha kiirusega, mis tagab nende pinge. Sel juhul toimub kaablite kaudu transportimine oluliselt madalama kiirendusega kui raketi stardiga. Kuulsa Briti ulmekirjaniku Arthur Clarke'i romaan "Paradiisi purskkaevud" on pühendatud ka "kosmoseelevaatori" ehitamisele.
Teoreetiliselt nõuab Maa-lähedase kosmose arendamiseks palju turvalisem, odavam ja usaldusväärsem viis esmalt kaablite tootmist, mille tugevus on üle 65 gigapascaali (võrdluseks: terase tugevus on 1-5 GPa, ränidioksiidikiud on umbes 20 GPa). Isegi ülitugevad grafeenipõhised süsiniknanotorud pole veel vajalikku tugevust saavutanud (hoolimata asjaolust, et olemasolevate proovide pikkus ei ületa tavaliselt mitu sentimeetrit). Kuid Ameerika teadlaste Eubanksi ja Redley kosmosepoliitikas avaldamiseks esitatud artikkel (originaal on saadaval saidil arXiv.org) tõestab, et Kuule kosmoseelemendi ehitamine on kõige tõenäolisem tänapäeval kaubandusringluses saadaval olevate polümeeride kasutamisega.
Köie peal
Projekti esimene etapp, autorite poolt nimetatud Deep Space Tether Pathfinder (DSTP), peaks samaaegselt saama nii Maa ja Kuu vahelise kaubanduslikult kasutatava kosmoseelemendi prototüübiks kui ka oluliseks vahendiks meie satelliidi uurimisel. DSTP pööramine võimaldab Shackletoni kraatris teaduslikeks uuringuteks koguda piisavalt proove, mille järel umbes pool trossi pöörlemisest läheb proovidega kapsel Maale tänu kiirendusele, mis võimaldab teil valida optimaalse tagasitee trajektoori. Seade toimib lihtsustatult ragulka, võimaldades teil lasti Kuult Maale teisaldada. DSTP saab teha ainult ühe proovide saadetise, misjärel see läheb kosmosesse - ja temast saab ise uurida mikrometeoriitide mõju siduri olekule ja muid tegureid,oluline kosmoselifti töö mõistmiseks. DSTP-kaabel on 5000 km pikk ja kaal 2228 kg.
Kui see õnnestub, võiks järgmiseks sammuks olla Kuu orbiidile satelliidipinnalt ja kaugemale Maale liikumiseks vajaliku Kuu-Kosmoselifti (LKL) infrastruktuuri ehitamine. Süsteem peaks olema Lagrange'i punkti läbiva Kuu pinna külge kinnitatud ülipikk kaabel (milles kaablile kinnitatud mass jääb kahe taevakeha suhtes liikumatuks) Kuu ja Maa vahel, mis on Kuust umbes 56 tuhat km kaugusel. LKL suudab Kuult tõsta umbes viis tonni kivimit ja sama kombineeritud raskusega madalamat varustust Kuu pinnale.
n Reklaamvideo:
Saadaolevad vahendid
Nagu artikli autorid märgivad, on projekti elluviimisel, arvestades Kuu väiksemat raskusjõudu, võimalik kasutada juba olemasolevaid ja müügil olevaid sünteetilisi polümeere, näiteks ülikõrge molekulmassiga suure tihedusega polüetüleeni (UHMWPE; seda kasutatakse eriti kehavoodride tootmiseks, laevaehituskohtade vooderdamiseks). Venemaal on sellise materjali tootmiseks kaks piloottehast) ja Jaapanis toodetud polüfenüleen-2,6-bezobioksasooli (PBO; kaubanimi Zylon, kasutatakse eriti betoonist ehitusplokkide tugevdamiseks).
Foto: nasa
Teadlaste arvutuste kohaselt piisab projekti elluviimiseks NASA avastusklassi kosmoseülesande ühest lennust. Pärast 58,5 tonni Zylon polümeeri tarnimist Lagrange'i punkti varustatakse sinna lifti tööks vajalike materjalide "ladu". Sealt langetatakse laskumissõiduk kaabli abil Kuu pinnale Kesk-Lahe keskosale, millest saab tugipunkt lasti tõstmiseks ja langetamiseks. Süsteemi tasakaalus hoidmiseks vallandatakse vastukaal; kaabli kogupikkus on seega 278,5 tuhat km. Regoliidi, kuni 100 kg kaaluva kuuse pinnase proovid saadetakse korduvkasutatava päikeseenergial töötava kapsli abil Lagrange'i punkti vahebaasi. Kütust proovide edasiseks maapealseks ülekandmiseks ei nõuta, kunaOlles eemaldatud kaablist Kuust umbes 220,67 tuhande km kaugusel, jätkub kapsli liikumine inertsiga ja siseneb Maa atmosfääri umbes 34 tunniga kiirusega umbes 10,9 km / s. Lasti käibe võimaliku mahu hindamiseks piisab sellest, kui meenutada, et kõigi Apollo kuudemissioonide ajal toimetati Maale vaid 382 kg regoliiti.
Kui see õnnestub, saab teise LKL-i ehitada Kuu kaugemas servas, tugijaamaga Lipsky kraatri piirkonnas. Nagu teadlased osutavad, on selline positsioon muu hulgas ideaalne koht raadioastronoomia uurimiseks, kuna Kuu külg on Maast täielikult eraldatud raadiolainetest. Projekti autorite hinnangul on liftide eluiga viis aastat. Lisaks teaduslikele uuringutele ja hüpoteetilisele kasutamisele kaevanduses võiksid Kuu-elevaatorid mängida olulist rolli mehitatud missiooni Marsil elluviimisel. Keio ülikooli Massachusettsi tehnoloogiainstituudi ja California tehnoloogiainstituudi reaktiivmootorite laboratooriumi rahvusvahelise uurimisrühma poolt 2015. aasta sügisel avaldatud aruande kohaseltkosmoselaeva stardimassi Marsile saab vähendada 68 protsenti tänu mootorites kasutatavas hapnikus kasutatavale hapnikule (erikaal on 41–46 protsenti). Eubanks ja Redley juhivad oma töös tähelepanu sellele, et täiendavaks teguriks võiks olla Kuu kaugemas servas oleva LKL-i vastukaalu kasutamine kaubalaevade kiirendamiseks ja orbiidile Marsi orbiidile suunamiseks, et varustada tulevasi kolooniaid "punasel planeedil".
Vladislav Krylov
