Пока танки никак не могут запустить после патча, можно поговорить о вечном. В смысле - о космонавтике. Вот тут пролетел очередной проект. Ну что, все готовы шевелить извилинами?
Начнем с космического лифта.
Главным качеством космического лифта является то, что в системе Земля-орбита при постоянной угловой скорости он имеет переменную по высоте линейную. То же самое касается и лунного лифта. Система Земля-Луна вращается, пусть и медленно, и соответственно, тот же принцип работает и здесь. Это означает, что при движении вдоль лифта - при спуски или подъеме - груд будет испытывать поперечное ускорение. Каковое ускорение будет в виде усилия передаваться на конструкцию, вызывая в ней поперечные волны. Не продольные усилия, с которыми можно справиться с помощью противовеса, а поперечные волны.
Возьмите кнут, слегка дерните кистью, и посмотрите, как вдоль него распространяется волна.
При распространении волны по длинному гибкому носителю - веревке, тросу, канату, кнуту - возникает дополнительное линейное усилие. Исходя из треугольника сил, продольное усилие, генерируемое поперечной волной, МНОГОКРАТНО превышает поперечное. Иными словами, механическая прочность троса в лифтовой системе, испытывающей поперечные волны на тросе, должна во много раз превышать сумму показателей масс, ускорений и так далее. Отсюда следует вывод. Если у нас не будет супер-пупер материала, который сможет иметь на разрыв усилие в сотни раз больше минимально необходимого (не забываем о длине троса, а также о концентрации энергии в волне) - мы можем даже и не думать о космическом лифте в принципе. Ибо любой груз, пускаемый вдоль троса с более-менее внятной скоростью - порвет наш космический лифт, как Тузик тапки.
Я думаю, если кто-нибудь построит численную модель и посчитает - мы услышим много интересного в области ненормативной лексики от интеллигентных людей - математиков. :)
Кстати о скорости движения вдоль троса. Чтобы поднять груз в космос на лифте, нам надо будет дотащить его до конца. Так как на любом промежуточном участке линейная скорость груза ниже орбитальной - мы не сможем отцепить груз в промежуточных позициях. Давайте посмотрим на земной лифт. Высота геостационарной орбиты (куда нам придется доставлять груз) - 42000 километров. Иными словами - нам надо пройти 42 тысячи километров по тросу, причем скорость движения у нас будет ограничена, в силу поперечно-прочностных эффектов системы, описанных выше. Кроме того, нам нужно учесть, что в нашей поднимающейся кабине будет происходить непосредственное взаимодействие неподвижного материала троса, и движущейся кабины. На Земле максимальная скорость контактного движения порядка 1227 км/ч (рекорд скорости на автомобиле). Понятно, что при движении с такой скоростью у нас волна поперечная будет - уймись мамаша. Однако даже с такой скоростью время подъема по тросу до точки отсоединения груза составит 34 (тридцать четыре) часа. В реальности же скорость будет заведомо ниже, ибо одно дело рекордный автомобиль, и совсем другое дело - системная эксплуатация технического сооружения с необходимыми критериями ресурса несущих конструкций. Механический износ ведь никто не отменял - а в космосе воздуха нет, и потому трение особенно сильно себя проявляет.
И да, я знаю про маглев. Но у меня вопрос. Чтобы кабина перемещалась вдоль троса на магнитной подушке - там должен быть трос с магнитными свойствами. Однако углеволоко такими не обладает, а дополнительно нагрузить трос металлом в достаточном количестве (мы помним, что нам надо компенсировать поперечный момент) не получится в силу чрезмерного возрастания массы.
А уж про энергию, необходимую для перемещения кабины - я просто молчу.
В случае же, если снизить скорость подъема снизить - у нас пропорционально вырастет время. На скорости подъема 400 км/ч (на секундочку - так маглев летает, который железнодорожный) у нас уже получается 4 дня на подъем. А при 200 км/ч мы будем добираться в космос больше недели.
Добавляем воздействие гроз (молнии, влага, град и ветер) на Земле, и микрометеориты в космосе, а также то, что нельзя будет залатать участок - надо будет менять весь трос - и приходим к однозначному выводу.
Никогда этого не будет.
Роман Артура Кларка "Фонтаны рая" великолепен - но именно как роман.
Теперь смотрим на космический мост.
Идея простая. По экватору кольцо на поверхности Земли. Кольцо упругое - оно может удлиняться. Внутри кольца у нас две гибких кольцевых ленты, которые вращаются в противоположные стороны, чтобы центробежной силой поднять всю конструкцию вверх. Так как конструкция раздвижная - она удлиняется, и кольцо, преодолевая атмосферу, оказывается в космосе. Телемаркет.
Ребята, вопрос очень простой. Чтобы тело уравновесить в гравитационном поле Земли, надо сообщить ему первую космическую скорость. Это у поверхности Земли - восемь километров в секунду. Каждая лента-маховик должна двигаться с этой скоростью. при этом она должна поднимать какой-то полезный груз, то есть скорость должна быть выше. При этом центробежную силу на этот груз она должна передавать как-то. Механически передавать. Малейшее соприкосновение ленты и неподвижной конструкции на этой скорости...
Короче, не тем занимались советские ученые, чтобы Хрущев каблуком по трибуне стучал.
Обеспечить безопасный подвес можно только с помощью электромагнитного поля - опять маглев. А это - огромная масса, это сердечники и обмотки. Масса конструкции растет с чудовищной скоростью, не находите?
И вот тут, вот в этой точке, мы с вами должны вспомнить, что для подъема в космос наша конструкция - и следовательно, магнитные ленты-маховики - должна удлиняться. И ленты-маховики должны удлиняться тоже.
Если удлинение лент-маховиков будет неравномерным - у нас возникают поперечные колебания, приводящие к уничтожению всего сооружения.
А теперь прикиньте, сколько энергии надо будет закачать в эту систему, чтобы она заработала. Обычной электрической энергии. Столько энергии человечество не выработает просто, поскольку такое количество энергии превратит нашу планету в сверхновую. КПД электростанций отлично от единицы, и чисто на выделении тепла при генерации энергии на электростанциях мы сможем вскипятить океаны. Не говоря о том, что нарушение целостности конструкции приведет к выделению энергии, накопленной в маховиках - быстро и в тепловой форме. Причем всей сразу.
И самое главное - такая конструкция потребует от землян создания - впрочем, как и космический лифт - уникальных материалов. Уникальнейших. Со свойствами, непредставимыми на сегодняшний день.
Заметим, что мы не говорили о стоимости работ. Большой Адронный коллайдер, который вся планета строила изо всех сил, по степени своей технологической насыщенности и рядом не стоял с этими космическими монстрами, при многократно меньших размерах, и энергии жрет значительно меньше - и все равно он такой один. Потому что дорого, сложно, и технологической и производственной базы едва хватает.
Так что можно сказать о будущем доставки грузов в космос?
Ребята, если у нас будут материалы, пригодные для создания подобных конструкций - мы из них сделаем обычные химические ракеты. Которые - в силу материалов - будут обладать невероятными (с точки зрения сегодняшнего дня) характеристиками именно в плане выведения грузов. И которые по свои экономическим параметрам окажутся на порядки эффективнее. И которые можно будет строить по мере необходимости, а не всё сразу. И которые не подорвут нам экономику и не приведут к коллапсу цивилизации из-за нерационального использования ресурсов - технологических, производственных, материальных.
Пока мы не изобретем антиграв - никаких других вариантов для нас нет. Просто нет.
Journal information