Техника - молодёжи 1977-04, страница 47

станет вращаться вокруг Земли по эллиптической орбите (рис. в цент-р е). Точка отделения явится либо перигеем орбиты (станция находилась выше базы), либо апогеем (ниже). Самая нижняя из крупных станций помещается на такой высоте, чтобы при ее отрыве перигей орбиты был бы за пределами атмосферы. Разумеется, оставшимся в одиночестве станциям будет оказана «скорая помощь» космическими буксирами.

С конструкторской точки зрения космический лифт представляет собой две параллельных трубы или шахты прямоугольного сечения, толщина стенок которых изменяется по определенному закону. По одной из них кабины движутся вверх, а по другой — вниз. Конечно, ничто не мешает соорудить несколько таких пар.

Труба может быть не сплошной, а состоящей из множества параллельных тросов, положение которых фиксируется серией поперечных прямоугольных рамок Это облегчает монтаж и ремонт лифта.

Кабины лифта — просто площадки, приводимые в движение индивидуальными электродвигателями. На них крепятся грузы или жилые модули (ведь путешествие в лифте продолжается неделю, а то и больше).

Главные вокзалы расположены в уже знакомых нам точках А, Б, В и соединены несколькими транспортными линиями. Чтобы не сместить лифт из вертикального положения, движение кабин с грузами необходимо согласовывать. Интересно, что центробежная сила облегчает подъем кабины. А на участке БВ та даже сама пойдет вверх.

В целях экономии энергии можно создать систему, показанную на рисунке справа. Она состоит из ряда шкивов, через которые перекинуты замкнутые тросы с подвешенными на них кабинами, и напоминает канат-нонкресельную дорогу. Оси шкивов, где смонтированы электродвигатели, закреплены на несущей лифта. Здесь вес поднимающихся и опускающихся кабин взаимно уравновешен, и, следовательно, энергия расходуется лишь на преодоление трения.

Таким образом, у «небесного эскалатора» два основных назначения: служить транспортной магистралью в ближний космос и средством достижения космических скоростей без помощи ракет. Однако он, несомненно, найдет и множество других применений. Например, со станций станут проводить изучение Земли и небесных тел, радиотелепередачи и т. п., а по проводам, проложенным вдоль лифта, можно «перекачивать» вниз энергию с орбитальных солнеч

ных и термоядерных электростанций. Техническое состояние сооружения будет непрерывно контролироваться (через сеть датчиков) специальной электронной системой.

Сама постройка начнется с создания большой долговременной орбитальной станции на геосинхронной орбите. С нее к Земле и от Земли протянутся (строго согласованно) два троса, причем к свободному концу верхнего прикреплен небольшой спутник. Сначала их движение направляется реактивными двигателями, а затем — гравитационно-инерционными силами. Устойчивость всей системы (до достижения нижним тросом поверхности планеты) обеспечивается также реактивными установками.

Затем параллельно основному тросу протянутся и остальные. Возможно, они будут вытягиваться из расплава прямо на орбитальной станции, ибо сверхпрочные материалы выгоднее всего получать в условиях невесомости и вакуума.

Учитывая прогнозы роста населения Земли, можно считать, что надобность в космическом лифте появится где-то в первой четверти XXI века. Подобные сооружения украсят и другие небесные тела солнечной системы, у которых масса меньше Земли и которые достаточно быстро вращаются (Марс, отдельные спутники планет и крупные астероиды). При этом внеземные лифты будут иметь гораздо меньшие размеры и подвергаться сравнительно слабым разрывным напряжениям. Например, сооружение на Марсе испытает нагрузку в 5 раз меньшую, чем на Земле, а его длина сократится в 2 с лишним раза.

Сейчас много пишут об астрогоро-дах, первые проекты которых были выдвинуты еще К. Циолковским. Где же размещать их в космическом пространстве? Некоторые специалисты считают, что в так называемых точках Лагранжа, где притяжение к Земле и Луне уравновешено. Но эти участки довольно далеки от нас. Видимо, целесообразней выбрать все ту же геосинхронную орбиту. Она уже сейчас быстро заселяется спутниками.

А в ближайшее время к ним присоединятся десятки солнечных электростанций. Скажем, по проекту известного американского ученого К. Эрике вдоль геосинхронной орбиты расположится рой огромных зеркал с общей площадью до 66 тыс. км². В определенных районах Земли он создаст освещенность, сравнимую с солнечной.

Эти да и другие перспективные технические предложения позволяют утверждать, что еще при жизни нашего поколения геосинхронная орбита густо усеется космическими аппа

ратами самых различных типов и назначений. И поскольку все они будут почти неподвижны относительно нашей планеты, представляется весьма заманчивым связать их с Землей и между собой с помощью космических лифтов и кольцевой транспортной магистрали.

Так мы вплотную подходим к идее космического «ожерелья» Земли (см. рисунок в центре, а также 1-ю стр. обложки журнала). Оно состоит из радиально расположенных экваториальных лифтов и огромного кольца, простирающегося чуть выше геосинхронной орбиты, к которому пришвартовано множество космических станций.

Если кольцо поместить точно на геосинхронную орбиту, то его равновесие будет неустойчивым. Во избежание этого радиус кольца немного увеличен, так что оно находится несколько выше ее. При этом избыток центробежной силы растянет «ожерелье». Кольцо находится в состоянии, близком к невесомости, оно не испытывает особых напряжений, и его строительство намного проще, чем возведение космического лифта.

«Ожерелье» послужит своеобразной канатной (или рельсовой) дорогой между астрогородами, а также обеспечит им устойчивое равновесие на геосинхронной орбите. Ведь без кольца станции постепенно расползутся под действием возмущающих сил. Это резко ограничило бы их число, а для компенсации возмущений потребовались бы реактивные установки, что связано с большим расходом топлива и вызовет загрязнение среды.

Наряду с жилыми поселениями, например, типа цилиндров О'Нейла («ТМ», N2 4 за 1976 год) на кольце расположатся и станции с промышленным, сельскохозяйственным и энергетическим производством. Несомненно, что технологические процессы этих предприятий будут основаны на замкнутых и полностью автоматизированных циклах.

Так как длина «ожерелья» весьма велика (260 тыс. км), на нем можно разместить очень много станций. Если, скажем, поселения отстоят друг от друга на 100 км, то их число составит 2600. При населении каждой станции в 10 тыс. на кольце будут обитать 26 млн. человек. Если же размеры и количество таких астрогородов существенно увеличить, эта цифра резко возрастет.

Возможно, создание космического «ожерелья» Земли и явится практическим воплощением того пункта выдвинутого К. Циолковским плана завоевания мировых пространств, где говорится, что «вокруг Земли устраиваются обширные поселения».

1974