Где бы мы могли построить космический лифт сегодня (2014 год)?

Земля

Углеродные нанотрубки могут выдержать огромные нагрузки земного лифта, но пока производятся только короткие трубы.

Это будет грандиозный инженерный проект, который затмит более ранние человеческие начинания. Земной лифт должен был выйти как минимум на геостационарную орбиту высотой около 36 000 км. И если бы не было действительно огромного противовеса сразу за геосинхронной орбитой, он должен был бы простираться далеко за пределы геостационарной орбиты.

Проблемой, которую часто не рассматривают, является пропускная способность . Масса кабины лифта увеличивает напряжение, но не прочность на растяжение, поэтому у нас не может быть слишком много кабин лифта. И с какой скоростью будут двигаться кабины лифта? Скорее всего, им понадобится собственный источник питания.

Мы не знаем ни количества кабин лифта, ни их скоростей, но возможно, что небольшой пропускной способности будет недостаточно для обслуживания лифта , не говоря уже о том, чтобы отправить человечество в космос.

Еще одна проблема — орбитальный мусор. На высоте 300 километров и выше руль высоты будет проходить сквозь облако мусора, движущееся относительно руля высоты примерно 8 км/с.

Луна

Есть две квазистабильные области, которые парят над фиксированными областями на поверхности Луны. Земля-Луна Лагранжа 1 и Земля-Луна Лагранжа 2 (EML1 и 2). Они парят над ближней и дальней точками Луны соответственно. Лифты из EML1 или EML2 будут выдерживать гораздо меньшие нагрузки, чем земной лифт — его можно сделать из кевлара, а не из экзотических материалов, таких как углеродные нанотрубки.

EML1 и 2 находятся примерно в 60 000 км от поверхности Луны. Он должен быть даже длиннее земного лифта. Таким образом, пропускная способность также является проблемой для лунного лифта.

Плотность мусора в районе лунного лифта намного ниже, чем на низкой околоземной орбите. Так что он гораздо менее уязвим для случайных столкновений, чем земляной лифт.

Фобос

Фобос имеет малую гравитацию и высокую угловую скорость (оборот каждые 7 часов, если мне не изменяет память). Как и наша Луна, Фобос заперт приливом. Точки Mars Phobos L1 и L2 зависают примерно в 3 километрах над поверхностью Фобоса. Лифта, простирающегося на 10 или 20 километров за эти точки, достаточно для поддержания напряжения.

Длина троса от кратера Стикни до верхних слоев атмосферы Марса составляет около 5600 км. С пропускной способностью проблем гораздо меньше. Ножка троса будет двигаться со скоростью около 0,6 км/с относительно поверхности Марса. Небольших суборбитальных прыжков с Марса будет достаточно для пешего рандеву. Посадочный модуль, выпущенный в атмосферу Марса со скоростью 0,6 км/с, будет испытывать гораздо меньше проблем при входе, спуске и посадке, чем типичный марсианский посадочный модуль, входящий со скоростью 6 км/с.

От Фобоса: на расстоянии 2500 километров трос движется со скоростью убегания Марса. На расстоянии 6200 километров этот трос движется достаточно быстро, чтобы его можно было ввести через Землю. На расстоянии 8000 километров лифт Фобоса движется достаточно быстро для проникновения через Цереру.

Церера и Веста . Оба этих астероида имеют неглубокие гравитационные колодцы и вращаются намного быстрее Земли. Таким образом, лифты могут быть намного короче и выдерживать меньше нагрузок.

Вот диаграмма с моей страницы космического лифта :

Столбец максимальной высоты показывает, насколько высоким должен быть лифт, если бы не было противовеса, обеспечивающего натяжение. Коэффициент конусности — это отношение толщины троса на синхронной орбите к толщине троса на поверхности.

Существует также концепция ротоватора. С ним намного сложнее справиться, потому что он на самом деле находится на орбите, а не привязан, поэтому вы должны быть очень осторожны с энергетическим балансом, чтобы не вытащить его с орбиты — если вы запускаете 10 тонн, вам также нужно приземлиться 10 тоннами (даже если это 10 тонн это не что иное, как шлак с какого-то нефтеперерабатывающего завода в космосе.)

Тем не менее, требования к силе ниже, а также могут выполнять те, которые выполняют только часть работы. (Однако уравнение ракеты по-прежнему делает это очень ценным.)

Возьмите кабель, как для лифта, но вместо того, чтобы закрепить его, вы поместите его на орбиту и закрутите в направлении, противоположном его орбитальному направлению — конец, ближайший к планете, движется намного медленнее, чем орбитальная скорость, а дальний конец движется много. Быстрее. На полноразмерном наконечник будет двигаться с орбитальной скоростью, другими словами, неподвижен по отношению к планете. Он мог погрузиться в верхние слои атмосферы (или приблизиться к поверхности на безвоздушном теле), и корабль мог подойти ему навстречу. (На самом деле это могло бы работать лучше, если бы он двигался со скоростью несколько сотен миль в час, чтобы его мог схватить самолет.)