Можно ли иметь в космосе большую лебедку со свисающим тросом, скажем, километров на 60, соединенную с плавучей станцией, плавающей на гелии? Полезную нагрузку можно было поднимать на воздушных шарах, которые затем стыковались с плавучей станцией. Затем полезная нагрузка будет прикреплена к космической лебедке, которая доставит ее в космос. Возможно ли это, или в моей логике зияет дыра?
Ваша цель — «выйти в космос» или «выйти на орбиту»? Они довольно разные - просто "добраться до космоса" не так уж и сложно (космос начинается на высоте около 100 км), но для того, чтобы остаться там (т.е. быть на орбите вокруг Земли), вам нужно двигаться вбок очень-очень быстро . (около 8 км/с) - What If имеет хорошее визуальное объяснение этого.
Предположим, вы хотите выйти на орбиту, используя свой метод. Поэтому вам нужен спутник на низкой околоземной орбите (скажем, на высоте 200 км - если вы намного ниже, чем около 160 км, сопротивление верхних слоев атмосферы слишком сильно замедлит ваш спутник, и он снова войдет в атмосферу), и у вас есть 200-километровый кабель, свисающий со спутника. На высоте 200 км спутник будет облетать Землю примерно раз в 90 минут (с такой скоростью он должен двигаться, чтобы оставаться на орбите). Предполагая экваториальную орбиту, нижний конец кабеля будет протаскиваться через атмосферу намного быстрее, чем вращается Земля (Земля делает один оборот вокруг своей оси каждые 24 часа); поскольку он должен облетать Землю каждые 90 минут, он будет двигаться со скоростью около 26 000 км/ч (7,4 км/с). Излишне говорить, что на такой скорости трос не только сгорит почти мгновенно, но вам будет очень трудно «догнать его», чтобы прикрепить свой полезный груз на нижнем конце!
Если вы переместите свой спутник на более высокую орбиту, скорость нижнего конца кабеля уменьшится (поскольку спутникам на более высоких орбитах требуется больше времени, чтобы облететь Землю). В конце концов, как только ваш спутник окажется на высоте около 35 800 км, он будет облетать Землю каждые 24 часа (это называется « геосинхронной орбитой »). Однако к этому моменту трос вашей «лебедки» будет действительно очень длинным, и силы на нем будут огромными. На самом деле настолько огромные, что ни один из известных в настоящее время материалов не может их выдержать, хотя есть несколько экспериментальных материалов (например, углеродные нанотрубки), которые теоретически можно было бы использовать. Эта концепция называется космическим лифтом , и хотя ее принцип достаточно хорошо изучен ., наши нынешние технологии не позволяют построить его на Земле.
(Обратите внимание, что я сильно упростил — настоящий космический лифт должен выходить далеко за пределы геосинхронной орбиты, чтобы оставаться стабильным (поскольку его масса теперь нетривиальна, а материал должен оставаться в напряжении), поэтому длина вашего " лебедка" будет еще длиннее.)
Натан Тагги
Эндрю Томпсон
поклонник Илона Маска
Натан Тагги
СФ.