Техника - молодёжи 1982-06, страница 37

ОКНО В БУДУЩЕЕ

Хотя после подъема с эстакады ОТС будет отдано в руки воздушных стихий — штормов, смерчей, гроз, они не окажут на его работу никакого влияния. Расчеты показывают, что ни на что не опирающееся транспортное средство обладает уникальной изгибной жесткостью и устойчивостью, недоступной статическим конструкциям и обусловленной движением бесконечной ленты. Например, дополнительная нагрузка "в 100 тыс. т (двадцать тяжеловесных железнодорожных составов), приложенная к участку ОТС длиной в 1 км, изогнет его относительно идеальной окружности всего на 20 см.

Анализ показывает, что поднявшееся транспортное средство будет находиться в равновесии только в том случае, если его общая кинетическая энергия будет равна энергии тела такой же массы, движущегося с первой космической скоростью. Бели общая энергия будет большей, диаметр кольца начнет увеличиваться, меньшей — уменьшаться. Тогда для подъема ОТС необходимо иметь либо первоначальны^ избыток кинетической энергии (ленту разгоняют на Земле до более высокой скорости), либо в процессе подъема нужно уменьшать массу транспортного средства путем сброса балласта. Предпочтительнее всего их сочетание. В качестве балласта наиболее целесообразно использовать экологически чистые вещества: воду или предварительно сжатый или сжиженный газ, например воздух. Общий расход балласта при подъеме на высоту в 30 км — порядка 10— 100 кг на погонный метр кольца.

Растяжение корпуса ОТС по мере увеличения его диаметра будет сравнительно невелико: длина кольца будет увеличиваться на 1*67% для каждых 100 км подъема над Землей. Удлинение корпуса компенсируют путем перемещения друг относительно друга его блоков, концы которых телескопически входят друг в друга и связаны между собой, например, гидроцилиндрами. Бесконечные ленты линейных электродвигателей будут удлиняться за счет их упругого растяжения. Для создания требуемых растягивающих нагрузок понадобятся незначительные радиальные усилия. Например, для получения продольного усилия в 6400 т понадобится превышение центробежных сил над весом ОТС, равное всего 1 кг/м.

Скорость подъема ОТС на любом из участков пути может быть задана в широких пределах: от скорости пешехода до скорости самолета. Атмосферный участок транспортное средство проходит на минимальных скоростях

После выхода из плотных слоев атмосферы включают обратимый привод верхней бесконечной ленты на генераторный режим. Лента начнет тормозиться, а двигатель — вырабатывать электрический ток. Эту энергию переключают на двигатель второй ленты, включенный на прямой режим. Нижняя лента, имеющая ту же массу, что и верхняя, до этого неподвижная относительно корпуса, начинает вращаться в обратную сторону. Так обеспечивается в процессе вывода неизменность кинетической энергии вращающихся вокруг планеты элементов ОТС. В противном случае кольцо может сесть обратно на Землю.

Корпус транспортного средства и все, что к нему прикреплено — груз, линейные электродвигатели и т. п., — подчиняясь закону сохранения момента количества движения системы, придет во вращение. Он начнет крутиться в ту же сторону, что и верхняя бесконечная лента, пока не достигнет окружной скорости, равной первой космической. Радиальная скорость упадет до нуля. После этого на высоте 400—500 км выгружают груз и пассажиров, сразу оказавшихся у места назначения — первого промышленного и энергетического ожерелья Земли, находящегося на этой же высоте.

Таким путем ОТС будет выведено в ближний космос за 1—2 ч, если перегрузки в нем будут приняты на уровне современных аэробусов в момент их взлета (ускорение порядка 1—2 м/с²).

Посадка ОТС на Землю осуществляется в обратном порядке.

В процессе транспортного цикла не понадобится подвод энергии извне. ОТС обойдется первоначальным запасом кинетической энергии, которая с верхней бесконечной ленты в процессе взлета будет перераспределена на корпус, а при посадке опять отдана ленте. К ней, кстати, присоединится и энергия космического груза, доставляемого на Землю. Например, доставка тонны груза с Луны даст такое же количество энергии, что и тонна нефти (лунный груз по отношению к Земле обладает кинетической и потенциальной энергией, которая утилизируется ОТС и преобразуется в электрическую форму).

По пути в космос и обратно или в промежутках между рейсами ОТС будет получать такое количество дешевой энергии, которое обеспечит как собственные потребности в ней, так и потребности человечества в целом. Кроме описанного источника энергии — энергии космического груза, есть по меньшей мере еще три источника: сол

нечная энергия, ионосфера планеты и энергия вращения Земли вокруг своей оси.

Первый источник особых пояснений не требует. На ОТС могут быть размещены как специальные солнечные панели, так и сам его корпус может быть выполнен в виде солнечной батареи. ОТС сможет перевозить энергию, получаемую орбитальными солнечными электростанциями, на Землю экологически чистым путем: под воздействием солнечного излучения вода, специально доставленная на орбиту, будет разложена на водород и кислород. В задачу ОТС будет лишь входить доставка в космос воды и обратная доставка водорода и кислорода, которые при сжигании на Земле дадут ту же воду.

Во втором источнике, возобновляемом Солнцем, энергия будет браться из токов ионосферы, ведь разность потенциалов между ней и Землей равна 400 тыс. В.

Не составит особого труда заставить поработать на человечество и энергию вращения планеты вокруг своей оси. Причем экологически безбоязненно, так как в течение миллионов лет этим же занята без особых последствий и Луна. Правда, торможение Земли Луной сопровождается приливами и отливами, чего не будет в случае торможения планеты с помощью ОТС. Расчеты показывают, что, если отбирать в течение века среднюю мощность в 100 млрд. кВт, то окружная скорость экваториальных точек Земли уменьшится всего на... 0,3 мм/с. Правда, законы механики накладывают свои ограничения — эта энергия может быть взята только при одностороннем грузопотоке, то есть тогда, когда между планетой и окружающим пространством будет происходить односторонний обмен массой.

Получаемую энергию ОТС будет либо аккумулировать в своих бесконечных лентах, либо передавать ее на Землю.

Не зная грядущих достижений науки и техники, тем не менее, опираясь на фундаментальные законы физики, справедливые и для будущего, можно утверждать, что уровень эффективности ОТС для других схем вообще недосягаем.

Во-первых, ОТС (с разогнанной лентой) — единственно возможное транспортное средство, которое, подобно барону Мюнхгаузену, вытащившему себя за волосы из болота, способно без взаимодействия с окружающим миром, только за счет внутренних сил вывести себя в космос. Любой другой транспорт, будь то автомобиль, самолет, ракета или антигравитационный корабль, становится транспортом

35