Можно ли подвесить космический лифт в стратосфере?

Низкая околоземная орбита — плохое место для лифта. Спутники и плотный мусор делают удар вероятным. Привязь, вероятно, будет обрезаться слишком часто, чтобы обеспечить доход, превышающий инвестиции.

СКАЗКА О ДВУХ ЛУНАХ

Серия орбитальных лифтов может оказаться полезной. Вот схема возможных лифтов с марсианских спутников Фобоса и Деймоса:

Если сбросить полезный груз с вершины 937-километрового троса Фобоса, он попадет на эллипс, апоэрион которого совпадает с основанием 2942-километрового троса Деймоса. Скорость полезной нагрузки в апоэрионе соответствует скорости ноги лифта Деймоса.

Если двигаться в другом направлении, сбрасывая полезный груз с основания лифта Деймоса, он отправит полезный груз на вершину лифта Фобоса. Опять же, периаэрионная скорость эллипса соответствует скорости вершины лифта Фобоса.

Таким образом, две луны могли обмениваться пассажирами и грузами практически без топлива.

НАЗЕМНЫЕ ОРБИТАЛЬНЫЕ ЛИФТЫ

Можем ли мы сделать подобное реле поблизости от Земли?

Есть несколько проблем. С массой Фобоса 1,07e16 кг и массой Деймоса 1,5e15 кг спутники представляют собой огромные запасы импульса. Они могли ловить и бросать полезную нагрузку в течение тысячелетий, практически не влияя на свою орбиту.

Земным лифтам не понравится такая большая якорная масса. Если 20-тонный лифт сообщает дельту V 1 км/с 10-тонному полезному грузу, скорость лифта изменится на 0,5 км/с.

Чтобы иметь тросы, орбиты которых не разрушаются при ловле или броске, желательно иметь массу якоря, значительно превышающую массу полезного груза.

Я представил себе 3 вертикальных троса по соседству с Землей :

Для супергеосинхронного троса существует возможный источник якорной массы: мертвые сидят на орбите кладбища чуть выше геостационарной орбиты. Для других тросов было бы очень трудно получить значительную якорную массу.

Если лифт достаточно массивен, чтобы несколько ловушек или бросков не разрушили его орбиту, он может быть брокером импульсного обмена. Перехват полезной нагрузки сверху или сброс полезной нагрузки на более низкие орбиты увеличит импульс. Перехват полезной нагрузки снизу или выброс полезной нагрузки на более высокие орбиты приведет к уменьшению импульса. Уравновешивая действия по увеличению импульса с маневрами по снижению импульса, орбита лифта может быть сохранена без использования топлива.

Или, если необходимо изменить импульс с помощью топлива, можно использовать ионные двигатели, такие как двигатели Холла. Скорость истечения ксенона 30 км/с почти в 10 раз выше, чем у химических ракетных двигателей. И если захваты и броски лифта разделены неделями или месяцами, у ионных двигателей малой тяги есть время набрать обороты. Лифты — это способ получить интернет-провайдера Ion Engine и съесть торт Оберта.

РЕЗЮМЕ

Я считаю, что орбитальные лифты осуществимы и заслуживают внимания. Однако они потребуют значительных первоначальных инвестиций.