Знание-сила, 2007 № 04 (958)

В самой кабине подъем выглядит не так страшно, только время от времени, проходя очередной столб из тех, на которых подвешен трос, она как будто слегка падает, но тут же выравнивается и ползет дальше. Куда страшнее подъем на гору Пилатус, что возле швейцарского города Люцерна. Она пониже, но последние несколько десятков метров кабина поднимается почти параллельно ее стене, вертикально вверх. Ощущение не из приятных. Очень хочется, что оно скорее кончилось. Мне случилось подниматься туда с группой российских спортсменов, которых какие-то соревнования занесли в Люцерн, и скажу вам — взбадривающей матерщины была полная кабина, до самого верха хватило.

Все это я к тому, что подниматься не на 3, не на 37, а на 37 тысяч (!!!) километров (а именно там должна по замыслу находиться орбитальная пересадочная станция космического лифта) будет — во всяком случае, поначалу — занятием для очень мужественных людей. Как уже сказано, даже при скорости почти в 200 километров в час это восемь суток непрерывного ввинчивания в черную звездную пустоту. Но сложности космического лифта этим далеко не исчерпываются. И для того, кто бодренько говорит: «Да чего там, полетим!» — у расчетчиков этой фантастической конструкции приготовлено несколько удивительных — и не всегда приятных — неожиданностей.

Как мы уже описывали, принципиальная схема космического лифта предельно проста. Теперь детали. Прежде всего трос, по которому должна ползти кабина, это не совсем трос. Подумайте сами — в любой точке троса его материал должен выдерживать вес всей нижележащей части, а это — тысячи и тысячи километров! (Можно сказать и иначе: в любой точке материал должен иметь достаточную прочность, чтобы противостоять центробежной силе, с которой «хочет оторваться» вся вышележащая часть вместе с орбитальной станцией.) И поскольку чем выше, тем больше километров троса остается внизу, ясно, что поперечное сечение троса должно становиться все шире с высотой.

Совершенно очевидно, что это порождает множество тяжелых технических проблем. Сразу ясно, например, что сталь для такого троса не годится — она слишком тяжела. Вообще ни один из существующих материалов не обладает нужными прочностью и легкостью. Отсюда надежды на углеродные нано-трубки. Но пока что и их характеристики не достигли необходимых стандартов. Если достигнут, можно будет сделать нижнюю часть троса очень тонкой. Тут важен каждый миллиметр, потому что сечение, как уже сказано, возрастает с высотой. Однако более тонкий трос немедленно создаст трудность «надевания» на него кабины. Другую трудность для крепления кабины создает меняющаяся толщина троса: видимо, это крепление тоже должно быть переменным. Что это может быть — катки, магнитная «левитация», захваты?

Свою трудность порождает и проблема энергии для движения кабины. Горноподъемные кабины тянет второй трос, но здесь это, понятно, исключено. Кроме того, нужно все время помнить, что почти все 36 тысяч километров подъема кабина должна будет двигаться в открытом космосе, так что обычные наземные двигатели тоже исключены. Атомные пока весят слишком много. Передача электроэнергии по тросу потребует достаточной его проводимости при космических температурах. Некоторые проекты исходят из идеи «толкания» кабины лазерным или микроволновым лучом, другие уповают на солнечную энергию, но ни один из этих вариантов пока не опробован.

Непонятно также, что делать с кабинами наверху, на орбитальной станции. Их можно сделать составными и разбирать на модули, часть которых потом запускать по орбите, на которой они наверняка сгорят. В некоторых проектах предлагается более громоздкий вариант — кабина, которая способна подниматься и опускаться. В этом случае спускающаяся кабина могла бы передавать свою потенциальную энергию поднимающейся, но как разместить их на одном тросе, особенно внизу? Решая этот вопрос, некоторые конструкторы предлагают сделать круговой трос, одна сторона которого поднималась бы вверх, а другая одновременно спускалась вниз. Поскольку на тело, движущееся поперек вращения или под углом к нему, действует отгибающая сила Кориолиса, эти две половинки троса, движущиеся относительно вращающейся Земли в противоположные стороны, будут отклоняться этой силой в разные стороны и между ними будет все время оставаться зазор безопасности. Но пока неясно даже, как построить космический лифт с неподвижным тросом, что уж говорить о движущемся..