О смешном и не смешном космическом лифте.
В последнее время в сми мелькало много публикаций о "космическом лифте" от Луны до Земли. Лично у меня создалось впечатление, что публиковавшие и писавшие эти материалы люди даже в школе плохо учились (ах как прав был Задорнов).
Вот пара ссылок разного времени на такие публикации:
https://news-techno.ru/kosmicheskij-lift-smozhet-otpravit-nas-na-lunu/
https://ria.ru/20100720/256671625.html
Если вкратце, то суть их идей проста. Из недавно открытых суперпрочных материалов делается трос, закрепляемый на Луне, а второй конец крепится к станции на геосинхронной орбите Земли. До этой станции с Земли доставляются грузы, а потом по тросу специальная машина тащит их на Луну.
Читая, смеялся от души. В первую очередь потому, что достаточно серьёзные сайты долгое время показывали нам эту чушь, и не первого апреля.
Вот, например, мне, изучавшему физику только в средней школе (правда в советской, и учился я хорошо), сразу стали видны главные "ляпы" этой идеи. Во-первых, о какой геостационарной орбите для второго конца этого небывалого троса может идти речь, если орбита Луны эллиптическая? Разница между минимальным и максимальным расстоянием от Луны до Земли больше сорока тысяч километров. Во-вторых, трос в непосредственной близости от Луны будет иметь вес и при малейшем нарушении равновесия системы просто начнёт падать на её поверхность. Я уж не говорю о невероятных финансовых затратах на подобную эпопею.
Посмеявшись вдоволь, я затем подумал о более серьёзном. А действительно, нельзя ли использовать эти тросы и вообще новые суперпрочные материалы, дабы облегчить дальнейшее освоение людьми космического пространства.
В результате этих размышлений у меня и возникла концепция "стратосферного лифта", которая описана ниже.
Создаётся "стратосферная платформа", связанная с земной поверхностью сверхпрочными тросами. Эта платформа поднимается на высоту 30-40 километров, где и находится постоянно. Общая идея конструкции платформы показана на схемах.
Платформа стратосферного лифта. Вид сверху.

Платформа стратосферного лифта. Вид сбоку.

На "стратосферную платформу" доставляются грузы с помощью специального "стратосферного лифта". Который по сути представляет из себя аэростат (больше похожий на дирижабль), связанный тросами и с поверхностью, и с платформой.
С помощью этого "лифта" на платформу можно поднять ракету с космическим кораблём, и затем оттуда её запустить. Идеи запуска ракет с аэростатов известны давно, но это были просто аэростаты, а не большая стационарная "стратосферная платформа". Кроме того, у этих идей был большой недостаток - достаточно малый вес ракеты. А на "стратосферную платформу" можно будет поднять очень большой по массе груз. Кстати, именно для этого в конструкции "лифта" предусмотрен аэростат, значительно облегчающий подъём тяжёлых грузов.
У "стратосферной платформы" могут быть и другие применения. Например, её можно использовать как научную лабораторию, либо как завод по производству озона. Или ещё для чего-нибудь.
И если вдруг моя идея найдёт достойное применение, то мне пожалуйста государственную или негосударственную премию. ))
А в советские времена так бы подарил идею.
Комментарии
Космос это НЕ ВЫСОТА! Космос это СКОРОСТЬ!
Первая косм. скорость на НОО - 8 км/сек. Этого и
изобретатели космических лифтов не понимают.
У кабины лифта ЛИШЬ на геостационаре будет
1-я косм. скорость. Для ближнего космоса
(НОО) лифт также бесполезен как и стратостат.
Запуск ракеты с высоты 30 км - нет необходимости преодолевать плотные слои атмосферы. Существенная экономия топлива, больше полезного груза.
Кроме того, меньше нагрев обшивки - можно подумать о сокращении расходов на жаропрочные материалы.
Для этого не понадобится израсходовать энергии, денег и времени БОЛЬШЕ,
чем на подъём на ту же высоту в ходе обычного полёта?
Подъём ракеты прикреплённой к аэростату лифта (см. схему) можно производить простым электромотором, питающимся от солнечных батарей и размещённым на самой платформе. Очень малые затраты энергии и прочих ресурсов..
И кстати, при такой схеме запуска намного меньше вреда атмосфере.
А какие то идиоты уже сто шкур спустили ради каких то познаний о том насколько опасно это космическое пространство...
"Текущий рекорд высоты для многоместного пилотируемого аэростата был установлен 4 мая 1961 года: Малькольм Росс (англ. Malcolm Ross) и Виктор Пратер (англ. Victor Prather) на шаре Stratolab V[en] стартовали с палубы корабля англ. USS Antietam в Мексиканском заливе и поднялись на высоту 34 668 м."
"Рекорд высоты для беспилотного шара составляет 53,0 км; шар был запущен JAXA 25 мая 2002 года из префектуры Иватэ, Япония."
Вот ещё пара любопытных ссылок.
1. http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/sek-mat/2008/farsaid.html
2. https://yandex.ru/turbo?text=https%3A%2F%2Fnplus1.ru%2Fnews%2F2016%2F09%2F28%2Fato
Наверное, есть вероятность создать. ))
Дабы показать, что автор не без оснований эту идею высказал.
Если вы читали материал по первой ссылке, то должны были обратить внимание на тот факт, что аэростат (обратите внимание - всего лишь аэростат, а не группа аэростатов, соединённых общей платформой) поднял ракету на высоту почти в тридцать километров.
Так что, думаю, идея вполне реализуема.
В прошлом реализации идеи стратосферной платформы помешал бы значительный вес металлических соединительных тросов. Но теперь есть новые лёгкие и очень прочные материалы.
Задумайтесь - ПОЧЕМУ? за 60 лет, так и нет таких систем, и почему так мало "воздушных стартов"? Для запуска в космос - подъём на высоту 100км это только 12% от затрат энергии. Остальные 88% это разгон! до скорости 7,9км/с. А тут еще и не 100км, а только 40км. Разгон мифическим "гибридным электрохимическим двигателем" до 6,9?? км/с со сравнительно малой? тягой, также энергетически не выгоден. А из-за длительного движения в "плотных слоях" происходит аэродинамический нагрев, и требуются новые материалы?.
Позволю себе усомниться в приведённых вами цифрах (12% и прочих). ))
Я, конечно не занимаюсь профессионально физическими расчётами, но моих знаний вполне хватает, дабы утверждать, что с использованием современных (недоступных ещё два десятка лет назад) материалов данная идея вполне реализуема.
И достаточно эффективна (минус одна ступень ракеты), тем более для запуска грузовых кораблей без экипажа, где можно использовать большее ускорение.
Кинетическая энергия объекта массой 1кг на орбите 100 км равна Екин=(mV^2)/2 = 1х7900х7900/2=31205000Дж=31МДж. Потенциальная энергия того же килограмма Епот.=mgh=1х9,8х100000=1000000Дж=1МДж. Потенциальная энергия составляет только 3% от полной энергии и никакими новыми технологиями Вы это соотношение не измените. Добавьте аэродинамические и гравитационные потери и получите те самые 12%.
Идея стала! реализуемой, но все еще остаётся технически и экономически не выгодной. К тому же за прошедшие 60 лет развивались не только компьтеры, но и ракеты. А насчет "минус одна ступень" не совсем так - первая ступень не только забрасывает нагрузку и последующие ступени на высоту 50...80км, но! и разгоняет их до 1...2,5 км/с.