Техника - молодёжи 1990-10, страница 4
Окно в будущее Владимир БЕЛЕЦКИЙ, доктор физико-математических наук, Евгений ЛЕВИН, кандидат физико-математических наук Тысяча и один вариант «космического лифта»НЕМНОГО ИСТОРИИ Хорошая идея не умирает. Даже в том случае, если ей суждено было появиться преждевременно, она обязательно возрождается во второй раз. А то и в третий, в четвертый... Идеи использовать тросы в транспортных и иных космических системах насчитывают уже, по меньшей мере, три поколения. Почти сто лет назад, в 1895 году, К. Э. Циолковский в своих «Грезах о Земле и небе» описал космический корабль с искусственной тяжестью. Аппарат соединялся цепью с противовесом, система приводилась во вращение вокруг общего центра масс. Немногим позже, в 1910 году, Ф. А. Цандер придумал и рассчитал лунный «космический лифт» — трос, протянутый с поверхности Луны в сторону Земли за коллинеарную точку либрации Li (она находится на одной прямой с центрами масс этих небесных тел, и равнодействующая гравитационных и центробежных сил в ней равна нулю) на расстояние более 60 тыс. км и удерживаемый от падения на поверхность Луны притяжением Земли. К сожалению, выбрав для расчетов характеристики стали, производимой в то время, автор пришел к выводу о нереальности этой идеи и «похоронил» ее. (Заметим, лифт переменного сечения, увеличивающегося по мере удаления от поверхности планеты, можно сделать из любого материала, хоть из бумаги, но Пролетарии всех странг соединяйтесь! Os Техника-молодежи Ежемесячный общественно-политический, научно-художественный и производственный журнал ЦК ВЛКСМ Издается с июля 1933 года потребуется непомерно много материала.) И уже на заре космической эры, в 1960 году, ленинградский инженер Юрий Арцутанов пришел в редакцию «Комсомольской правды» с описанием и расчетом нового, на сей раз земного «космического лифта» — троса, протянутого от поверхности Земли за геостационарную орбиту на расстояние более 36 тыс. км и растягиваемого центробежными силами. По признанию Арцу-танова, он и не надеялся на опубликование своей «сумасшедшей идеи», но статья «В космос — на электровозе» вскоре увидела свет *. В ту пору за океаном «Комсомольскую правду», видимо, читали не все. В 1966 году в журнале «Nature» появилось повторное, независимое описание «земного лифта», представленное американцем Джоном Айзексом и соавторами. До поры до времени, однако, практический интерес к подобным идеям проявляли только писатели-фантасты. Так, в 1978 году Артур Кларк написал о «космическом лифте» получивший широкую известность роман «Фонтаны рая» (в «ТМ» он был опубликован в 1980 году). Кларк пытался примирить захватывающий воображение проект с реальностью. Ему принадлежит идея «полулифта» — протянутого из-за геостационарной орбиты не до самой поверхности Земли, а лишь на половину расстояния. Но и такое техническое решение было слишком грандиозно для начала космической эры. Напротив, тросовые связки быстро получили «прописку» в космосе. Для замедления вращения вокруг центра масс со спутников отпускали привязанные «Техника — молодежи», 1990 г. * В 1969 году Ю. Арцутанов понял, что не обязательно привязывать «лифт» к земной поверхности. Можно так подобрать соотношение орбитального движения и вращения связки двух спутников вокруг центра масс, чтобы в какой-то момент нижний спутник «завис» на короткое время у самой поверхности Земли, забрал груз и затем вывел его на орбиту. Повторно изобретенная в 1975 году американцем Гансом Моравеком, эта система получила название «несинхронный космический лифт». грузы (американский «Транзит 1В», 1960 год), выходящие из корабля космонавты страховались тросами (А. Леонов в 1965 году, американские космонавты в 1966 году), в 1966 году корабли НАСА «Джемини-11» и «Джемини-12» связывались тросами длиной 30 м со специальной ракетной ступенью «Адже-на». В последние годы жизни С. П. Королев, по словам работавших с ним инженеров, задумал осуществить эксперимент с вращающейся связкой, но этим намерениям не суждено было сбыться... 70-е годы принесли целый каскад новых идей. Среди них особо следует выделить две. Марио Гросси из Смит-сонианской астрофизической обсерватории (САО) при Гарвардском университете предложил использовать длинный проводящий трос в космосе как антенну для связи на сверхнизких частотах. В 1974 году блестящий небесный механик Джузеппе Коломбо с другими сотрудниками САО разработал концепцию привязного зонда — небольшого аппарата, спускаемого с орбитального самолета на тросе длиной 100 км Расчеты показали реальность технического воплощения замысла, и работа закипела. Первые три полета с привязным субспутником планировались на 1987— 1990 годы, но после аварии «Челенд-жера» программа была отложена на четыре года... В 1983 году Иван Бекей, руководитель ряда перспективных исследований НАСА, собрал в Вилльямсбурге (штат Вирджиния) рабочее совещание по тросам в космосе. Видимо, «критическая масса» на этой встрече была достигнута. В результате — взрыв новых идей, многие из которых оказались исключительно плодотворными. Теперь, на рубеже 90-х годов, не приходится сомневаться, что мы имеем дело с новой тросовой космической технологией. СВЕРХДЛИННЫЕ ТРОСЫ И НЕУЯЗВИМЫЕ ЛЕНТЫ Если бы Цандер в своих расчетах использовал характеристики производимых сегодня синтетических волокон, его оценка «лунного лифта» не была бы столь пессимистичной. Как известно, чем прочнее и легче волокна троса, тем больше его разрыв- 2 |
