Японія планує побудувати космічний ліфт до 2050 року

Уявіть собі довгий трос, що з’єднує Землю з космосом, який міг би вивести нас на орбіту за незначну ціну та перекинути нас в інші світи з рекордною швидкістю. Це основна ідея космічного ліфта. Замість шести-восьми місяців, щоб дістатися до Марса, вчені підрахували, що космічний ліфт зможе доставити нас туди за три-чотири місяці або навіть за 40 днів.

Концепція космічних ліфтів не є новою, але розробити таку структуру було б непросто, і багато інших питань, окрім технологій, стоять на цьому шляху. Ось чому амбіції серйозно побудувати його виникли порівняно недавно. Японська компанія Obayashi Corporation вважає, що має відповідний досвід.

Корпорація Obayashi, відома будівництвом найвищої у світі вежі Tokyo Skytree, у 2012 році оголосила, що досягне ще більших висот за допомогою власного космічного ліфта. У звіті того ж року компанія заявила, що почне будівництво проекту вартістю 100 мільярдів доларів США до 2025 року та може почати роботу вже у 2050 році.

Ми зв’язалися з Йоджі Ісікавою, який написав звіт і є частиною відділу створення майбутніх технологій компанії, щоб дізнатися, як просувається проект до 2025 року. Хоча Ісікава сказав, що компанія, швидше за все, не розпочне будівництво наступного року, наразі вона «задіяна в дослідженнях і розробках, чорному проектуванні, налагодженні партнерства та просуванні», — сказав він Business Insider. Деякі сумніваються, що така структура взагалі можлива.

«Це була якась химерна ідея», — сказав Крістіан Джонсон, який торік опублікував звіт про космічні ліфти в рецензованому журналі Journal of Science Policy & Governance. «Тим не менше, є люди, які є справжніми вченими, які дійсно підтримують це і дійсно хочуть це зробити», — сказав Джонсон.

Дешевший шлях до космосу

Запуск людей і об’єктів у космос на ракетах надзвичайно дорогий. Наприклад, NASA підрахувало, що його чотири місії до Місяця Артеміда коштуватимуть 4,1 мільярда доларів за один запуск. Причина в тому, що називається ракетним рівнянням. Щоб потрапити в космос, потрібно багато палива, але воно важке, що збільшує кількість необхідного палива. «Тож ви бачите порочне коло», — сказав Джонсон.

З космічним ліфтом вам не потрібні ні ракети, ні паливо.

Згідно з деякими проектами, космічні ліфти перевозитимуть вантаж на орбіту на електромагнітних апаратах, які називаються альпіністами. Ці альпіністи можуть отримувати дистанційне живлення – наприклад, від сонячної енергії чи мікрохвиль – усуваючи потребу в паливі на борту.

У своїй доповіді для корпорації Obayashi Ісікава написав, що цей тип космічного ліфта може допомогти знизити вартість транспортування товарів у космос до 57 доларів за фунт. За іншими оцінками космічні ліфти загалом ціна становить 227 доларів за фунт.

Навіть Falcon 9 від SpaceX, яка коштує приблизно 1227 доларів за фунт, є однією з найдешевших ракет для запуску, все ще приблизно в п’ять разів дорожча, ніж вищі оцінки вартості космічних ліфтів.

Окрім вартості, є й інші переваги.

За словами Джонсона, небезпеки вибуху ракети немає, а альпіністи можуть бути транспортними засобами з нульовим рівнем викидів. З відносно неквапливою швидкістю 124 милі на годину альпіністи корпорації Obayashi рухалися б повільніше, ніж ракети з меншою кількістю вібрацій, що добре для чутливого обладнання. Ісікава сказав, що корпорація Obayashi розглядає космічний ліфт як новий вид громадського проекту, який принесе користь всьому людству.

На Землі не вистачає сталі, щоб зробити космічний ліфт

На цей час одна з найбільших перешкод для будівництва космічного ліфта полягає в тому, з чого зробити трос або трубу. Щоб витримати величезну напругу, під якою вона зазнавала б, труба мала б бути дуже товстою, якби вона була виготовлена ​​із типових матеріалів, таких як сталь. Однак, «якщо ви спробуєте побудувати його зі сталі, вам знадобиться більше сталі, ніж існує на Землі», — сказав Джонсон.

У звіті Ісікави говориться, що корпорація Obayashi може використовувати вуглецеві нанотрубки. Нанотрубка — це згорнутий шар графіту, матеріалу, який використовується в олівцях. Він набагато легший і має меншу ймовірність зламатися під час натягу порівняно зі сталлю, тому космічний ліфт може бути набагато меншим, сказав Джонсон. Але тут є заковика.

Хоча нанотрубки дуже міцні, вони також крихітні, мільярдну частку метра в діаметрі. І дослідники не зробили їх дуже довгими. Найдовший лише близько 2 футів. Згідно зі звітом Ісікави, щоб бути належним чином збалансованим, але все ще досягати геосинхронної орбіти, де об’єкти синхронізуються з обертанням Землі, довжина троса повинна бути щонайменше 22 000 миль.

«Тож ми не там», — сказав Джонсон про довжину нанотрубки. — Але це не означає, що це неможливо.

Натомість дослідникам може знадобитися розробити абсолютно новий матеріал, сказав Ісікава.

Інші перешкоди

Яким би не виявився матеріал, залишаються інші проблеми. Наприклад, трос космічного ліфта буде під таким неймовірним натягом, що він буде схильний до розриву, сказав Джонсон. Удар блискавки може випарувати його. Існує також інша погода, яку слід враховувати, наприклад торнадо, мусони та урагани.

Розташування прив’язної бази на екваторі зменшило б ймовірність ураганів, але вона все одно повинна знаходитися у відкритому океані, щоб терористам було складніше обстрілюватися, сказав Джонсон. Крім того, знадобиться багато поїздок, щоб компенсувати цю гігантську ціну на будівництво.

Це лише поверхнева проблема. І всі вони не можуть бути вирішені однією компанією, сказав Ісікава. «Нам потрібні партнерства», — сказав він. «Нам потрібні різні галузі».

«Звичайно, — сказав Ісікава, — збір коштів дуже важливий».

Це багато перешкод, які потрібно подолати, щоб вчасно розпочати будівництво до 2050 року, особливо тому, що Ісікава підрахував, що будівництво займе 25 років. Він зазначив, що прогноз до 2050 року завжди супроводжувався застереженнями щодо прогресу технології. «Це не наша мета чи обіцянка», — сказав він, але компанія все ще прагне до цієї дати.

«Я думаю, що ці оцінки часу є оптимістичними, — сказав Джонсон, — навіть якщо припустити, що завтра відбудеться прорив».