За счет чего летают в космосе
Как летает МКС. Вопросов больше, чем ответов
Особенность термосферы в том, что температура с высотой повышается и при этом может значительно колебаться. Выше 500 км возрастает уровень солнечной радиации, который может запросто вывести из строя технику и негативно повлиять на здоровье космонавтов. Поэтому МКС выше 400 км не поднимается.
По словам самих космонавтов, на высоте 400 км, на которой летает МКС, температура постоянно меняется в зависимости от светотеневой обстановки. Когда МКС находится в тени, температура за бортом опускается до –150°, а если она под прямыми лучами солнца, то температура повышается до +150°. И это уже даже не парилка в бане! Как при такой температуре космонавты вообще могут находиться в открытом космосе? Неужели их спасает супер термокостюм?
Какая температура внутри МКС?
Как влияет радиация на космонавтов в МКС?
Как влияет космическая пыль и мусор на МКС?
Почему МКС не падает?
Откуда на МКС электроэнергия?
Как происходит стыковка МКС с кораблями?
Совершенно не понятно, как на такой безумной скорости удается состыковать МКС с кораблями, посылаемыми с Земли? Это же колоссальный и просто фантастический труд! Мне не удалось найти внятного этому объяснения. Если кто-то знает об этом, пожалуйста, поделитесь информацией. Очень интересно. И вообще, если у вас есть еще интересная информация о работе космической станции, пишите об этом.
Для написания статьи использовались следующие материалы:
Сложности выхода на орбиту, особенности траекторий и анализ подходящих двигателей: большая статья о космосе
Научный анализ классических тонкостей и разбор перспективных теорий и идей.
Космос, последний рубеж. Ровно 60 лет назад человек впервые отправился преодолевать его. Как тогда, так и сейчас для отрыва от поверхности используются химические двигатели, в основе их работы лежит реакция горения, в результате которой высвобождается огромное количество газа, который с реактивной силой вырывается из сопла. В этой статье мы поговорим о запусках, двигателях и о том, как человек полетит к звёздам.
Для начала нам нужно разобраться с двумя терминами: тяговооружённость и удельный импульс. Никакой сложной теории, только примеры.
Тяговооружённость — это соотношение, которое определяет мощность двигателей аппарата по отношению к его собственному весу. Другими словами от этого показателя зависит то как быстро ракета будет разгоняться, например от 0 до 100. Этот показатель крайне важен для того, чтобы оторваться от Земли и набрать первоначальное ускорение. Так ракета с тяговооружённостью меньше 1 вообще не сможет оторваться от поверхности
Если аппарату необходимо выйти на стабильную орбиту, или совершить безопасную посадку на текущее небесное тело без использования парашютов, тогда его двигатели должны выдавать больше тяги, чем его текущий вес для противодействия гравитации. Так ракета с тяговооружённостью меньше 1 вообще не сможет оторваться от поверхности или сбросить скорость для посадки. Ещё одна важная особенность, что за время полёта ракета становится легче(за счёт расхода топлива), а значит тяговооружённость растёт. Также для каждого небесного тела у аппарата будет своя тяговооружённость, которая зависит от его сил тяжести(т.е на Луне одинаковый двигатель будет работать в 6 раз мощнее, чем на Земле).
Удельный импульс — определяет эффективность двигателя, связанную с расходом топлива на ускорение.
Чем больше удельный импульс, тем меньше времени работы двигателя нужно для изменение скорости, а значит меньше расходуется топливо и его хватит на дольше. А что это значит? Значит мы сможешь разогнаться до больших скоростей!
Тут мы и приходим к такой важной вещи как характеристическая скорость(Δv). Она показывает какое суммарное изменение скорости может совершить аппарат перед тем, как у него кончится топливо.
Мы с вами привыкли мыслить земными категориями: вот я еду на машине, машину затормаживает сила трения о землю, поэтому мне надо постоянно поддерживать работу двигателя, чтобы продолжать движение, иначе я остановлюсь. Но в космосе нет дороги. Там вообще ничего нет, а значит и ничто не будет тормозить, мешать двигаться, но и ничто не поможет мне затормозить. На машине я могу просто выключить двигатель и она рано или поздно остановится, проехав ещё какое-то время по иннерции, в космосе тормозить придётся самому. Т.е вам нужно развернуть вашу «машину» в обратном направлении и включить двигатель, чтобы притормозить. Именно все эти изменения скорости закладываются в Δv.
Теперь, когда мы немного вспомнили теорию, перейдём к практике.
Химические ракетные двигатели. Это то, на чём мы летаем сейчас. Принцип не меняется: горючее горит, окислитель поддерживает реакцию горения, образуется газ, газ вырывается их сопла, ракета летит. Эта технология будет использоваться ещё очень долго, здесь прорыв пока что ждать не стоит, поэтому поговорим не о двигателях, а о системах запуска.
Это запуск с космодрома. Ракета стоит на стартовом столе, всю работу принимают на себя маршевые двигатели первой ступени, ничего нового для себя вы здесь не увидите.
Здесь уже поинтереснее: ракетоноситель доставляется на необходимую высоту самолётом. Обычно такой способ используется для с суборбитальных полётов или вывода небольших спутников. Так российский самолёт АН-124-100 «Руслан» может вывести для запуска 100-тонную ракету, полезный груз которой варьируется от 1 до 2 тонн.
Чем же хороша такая система?
На ракету при старте, помимо гравитации действует ещё и сила сопротивления воздуха. Возле поверхности плотность атмосферы достаточно высока, поэтому нужен больший расход топлива, чтобы преодолеть этот участок, в то время как можно доставлять ракеты на высоту, где воздух уже достаточно разрежен, но самолёт всё ещё может летать.
Вторым преимуществом воздушного старта является возможность совершать запуски из любой точки Земли, в то время как космодромы железо-бетонно не могут изменить своё местоположение. Правильное место может помочь сэкономить огромное количество топлива на орбитальных манёврах.
Этот способ уже сейчас применяется для отправки небольших грузов на орбиту Земли., а в перспективе может стать основным
Этот проект разрабатывался международным консорциумом и предполагал плавучую платформу, которая была заякорена на экваторе. С 1999 по 2014 годы было совершено 36 запусков(32 полностью успешных), потом проект заморожен в связи с банкротством и выкуплен полностью российской стороной. Банкротство было связно с тем, что не удалось обеспечить интенсивность запусков за один заход на стартовую позицию. Сейчас весь проект проходит стадию модернизации в Роскосмосе.
Главным преимуществом морского старта также является мобильность точки запуска.
24 августа 2020 года на форуме «Армия-2020» вице-премьер Юрий Борисов сообщил СМИ, что «Морской старт» будет восстановлен, на что потребуется около 35 млрд рублей. Также Борисов сообщил, что проект сможет выйти на прибыльность при условии осуществления до 5 запусков год
Далее речь пойдёт о безракетных запусках, в них не используются привычные нам ракеты, а сами они пока не используются по различным причинам, однако они не являются чем-то из области научной фантастики.
Это инженерное сооружение представляет собой огромный трос, протянутый между точкой на земле и телом, при этом центр масс системы должен находиться на геостационарной орбите. Геостационарная орбита — это такая орбита, при движении по которой тело всегда находится над одной и той же точкой Земли. Впервые идея была предложена ещё Циолковским, сейчас проект оценивается в 10 млрд долларов, но он может удешевить стоимость доставки грузов почти в 150 раз (с 7000$ за кг до 50$).
Основной проблемой является прочность троса. Он должен быть способен выдержать движение многотонных грузов и атмосферное давление. Также очень вероятны постоянные столкновения с космическим мусором: потерянные спутники, остатки ракет и мелкие астероиды летают на орбите Земли с разными скоростями. А теперь представьте столкновение троса и булыжника, которые мчатся друг на друга со скоростью 8 км/с каждый.
Если удастся решить проблему прочности, то лифта может быть построен уже к 2050 году Японией или Китаем.
Этот проект чем-то похож на космический лифт, но по сравнению с ним все технологии для реализации уже есть.
Skyhook представляет собой станцию-маховик на орбите Земли, от которого отходят с противоположные стороны два длинных троса, и который вращается в плоскости орбиты.
На данный момент не получилось совершить ни одного удачного запуска на орбиту.
На этом с доставкой на орбиту мы закончили. В следующей части поговорим уже о межпланетных и межзвёздных полётах.
Когда вы в космосе, вы должны забыть о том, как двигаетесь по поверхности, чтобы попасть из точки А в точку В. В космосе обе эти точки находятся на орбите в постоянном движении относительно друг друга. Вы не можете просто нацелиться на Марс и полететь к нему, вам нужно изменить орбиту своего аппарата так, чтобы она пересеклась с орбитой Марса в точке, в которой будет находиться Марс в момент пересечения. Звучит сложно? Вот картинка:
Это простой манёвр, требует всего одного включения двигателей для ускорения и одного для торможения. Заметьте, что если бы Марс и Земля находились в других положениях, пришлось бы набирать большую скорость, для того, чтобы траектория пересекла орбиту Марса и тот успел прийти в точку встречи. Выглядит это примерно так:
Теперь вы понимаете как работают орбиты? А теперь поговорим о том, на чём мы летаем.
Применение здесь нашёл как мирный атом, так и бомбы. Особо примечательны проекты Орион и NERVA, существовавшие в 1960-70-ых годах.
Но были и попытки применить эту идею для межзвездных путешествий. По расчёт такой корабль мог бы достичь 3% скорости света за 10 дней при среднем ускорении в 1g. При такой скорости он бы достиг Альфы Центавры за 130 лет.
К сожалению весь проект «Орион» очень грязный. Постоянные взрывы зарядов приводят к выделению огромного количества радиации, так что запускать его с Земли нельзя, не хотелось бы загрязнять и орбиту.
NERVA должен был доставить человека на Марс к 1978 году, а в 1981 году участвовать в строительстве лунной базы, но проект был закрыт в связи с общим сокращением финансирования космической программы.
Подробнее про другие концепции ядерных двигателей вы можете почитать здесь.
Так называют большое семейство двигателей, в которых для получения тяги используется электричество.
Корабль с такими двигателями должен обладать мощной энергоустановкой. Сейчас это в основном солнечные панели, но на большом удалении от Солнца или других звёзд они недостаточно эффективны, поэтому нужны другие источники: ритэги или ядерные реакторы.
С 2011 года существовал проект по снабжению МКС электромагнитным двигателем, но он был закрыт т.к МКС является не лучшим местом для демонстрации его работы.
Ионные двигатели были впервые испытаны ещё в далёком 1964 году. В основе их работы лежит принцип ионизации газа, который разгоняется при помощи электромагнитного поля и выдаёт тягу. Рабочим телом является почти любой инертный газ: ксенон, аргон, криптон и т.д. Время стабильной непрерывной работы оценивается в 3 года.
Ионные двигатели обладают очень высоким удельным импульсом, но крайне низкой тягой. Т.е от 0 до 100 они будут разгоняться от нескольких часов, до дней, но зато они могут разогнаться и до 1000, и до 10000, если дать им достаточно времени. Благо полёты это дело долгое.
Они же двигатели на эффекте Холла. Холловский двигатель состоит из кольцевой камеры между анодом и катодом, вокруг которой расположены магниты. С одной стороны в камеру подаётся рабочее тело, с другой стороны происходит истекание плазмы. Нейтрализация положительного заряда плазмы производится электронами, эмитируемыми с катода.
Принцип работы похож, но при равных размерах эти двигатели выдают больше тяги.
Спутники Starlink также снабжены небольшими ионными двигателями, которые позволят им корректировать орбиту и избегать столкновений с космическим мусором.
Ещё не устали читать?
Закончим статью проектом межзвёздного полёта.
Амбициозный проект по отправке множества зондов к одной из ближайших звёзд. В его реализации участвуют различные иностранные партнёры, в том числе Марк Цукерберг. Предполагается, что первый аппарат можно будет запустить уже через 15 лет, а стоимость всей программы составит 5-10 млрд. долларов.
Зонды Starshot будут представлять собой миниатюрные аппараты со складным солнечным парусом. Выводиться на орбиту они будут традиционным способом, а уже с орбиты начинать ускорение при помощи мощной лазерной установки, находящейся на Земле.
Таким образом аппараты могут быть ускорены до 20% скорости света, и тогда полет до Альфы Центавры составит всего 20 лет. У зондов нет своей двигательной системы, поэтому они не смогут затормозить или выйти на орбиту после ускорения. Также они не смогут уклониться от космических объектов или пылевых скоплений, поэтому не все долетят до цели. После пролёта и сбора данных информация будет отправлена на Землю. Получить мы её сможем только спустя 4 года.
Это одна из основных проблем: зонд должен быть способен отправить сигнал обратно на Землю в одну конкретную точку за миллиарды километров. «Пятно» от такого сигнала будет очень маленьким и его будет сложно поймать, но для этого можно будет использовать как раз построенную лазерную установку.
Вторая проблема это лазерная установка. По предварительным расчётам она будет занимать площадь диаметром 1 километр и будет самой дорогой частью проекта. Потребление электроэнергии установкой сравнимо с выработкой 15 ГЭС, но это будет кратковременное включение примерно на 2 минуты. Также в будущем эту установку можно будет использовать заново.
Третье проблема пока что труднорешаемая. Нужно изготовить идеальный солнечный парус: тонкий, но прочный и с идеальным коэффициентов отражения. Уже есть несколько решений, которые будут испытываться.
Хоть проект и нацелен на звезды, испытывать его сначала будут в пределах Солнечной системы. Если тесты пройдут хорошо, то зонды смогут долететь до Марса за 1 час, но вот как их тормозить в таком случае? Ответа на этот вопрос я не нашёл, но думаю будет применяться та же лазерная установка, но в обратную сторону.
Я попытался рассказать вам о многом в одной статье. Изначально текст задумывался как лонгрид про межзвёздные полеты и их проблемы, но в итоге вышла вот такая сборная солянка. Моей целью было рассказать вам что-то новое, о чем вы могли не слышать или не понимать. Космос это интересно! Это один из главных двигателей науки сейчас. С днём космонавтики!
Если вы нашли ошибки, неточности, пишите!
Как рассказать о космических ракетах детям
Космос интересует детей своей загадочностью. Им важно знать, почему на небе появляются звезды, что такое Луна и как летают ракеты. В действительности даже сложные процессы ребенку можно объяснить простыми словами. Главное — переходить от простого к сложному.
Рассказ про ракету для 1 класса
Перед тем, как составить рассказ про космические ракеты для детей 1 класса, спросите их, что им известно о космосе. Это подстегнет интерес учащихся и поможет настроиться на внимательное слушание.
Чтобы малыш получил представление о космосе и ракетах, сначала расскажите ему про атмосферу. Это такой воздушный слой, окутывающий нашу планету. Чем больше высота, тем меньше воздуха. У поверхности Земли атмосфера плотная и густая. В небе, где летают самолеты и плавают облака, воздух разреженный, а в космосе его почти нет.
Ракеты летают очень быстро, поэтому не могут перемещаться в атмосфере, где воздух очень плотный. Поэтому их выводят на орбиту — такую высоту, где летательные аппараты не падают обратно вниз и не улетают в космос.
Чтобы вывести корабль в космическое пространство, понадобится как-то поднять его с поверхности Земли. Для этого используют большие моторы, работающие на ракетном топливе.
На чем летит ракета
Ракеты работают на топливе, которое состоит из керосина и жидкого кислорода. Может показаться странным: зачем нужен дополнительный кислород, если керосин и так хорошо горит? — Всё просто: когда горит огонь, нам кажется, что сгорает только топливо — дрова, угли, газ. Но вместе с ними расходуется много кислорода, которым мы дышим вместе с воздухом. Кислород нужен для горения так же, как нужны дрова или уголь.
В космическом пространстве кислорода нет, поэтому его делают жидким и помещают в летательный аппарат. При запуске двигателя окислитель (жидкий кислород) смешивается с горючим (керосином, водородом) в камере сгорания и воспламеняется. Образуется много горячего газа, который с огромной силой выбрасывается из ракеты наружу. Он выходит из нижней части двигателя, где расположены специальные отверстия — сопла.
Ракета двигается за счет отталкивающего действия газа. Когда он выбрасывается из ее «хвоста» вниз, она начинает лететь в противоположную сторону, т.е. вверх. Сила, поднимающая корабль, называется реактивной.
Очень хорошо принцип взлета корабля показывает сдувающийся шарик. Надуйте его и разожмите пальцы, удерживающие отверстие. Шарик полетит за счет толкающей его струи воздуха, выбрасываемой наружу. Такое сообщение для 1 класса с наглядным примером будет более информативно.
Из чего состоит ракета и как она взлетает
Ракета — это своего рода несколько маленьких ракет, соединенных друг с другом. Такие элементы называются ступенями:
Современные космолеты очень большие. В среднюю модель поместилось бы 500 грузовиков. Так много горючего нужно для вывода корабля в космос.
При запуске корабля начинает гореть топливо в первой ступени. За счет мощных двигателей она поднимает летательный аппарат высоко в небо — на высоту от 40 км. Представьте, что 50 самых высоких небоскребов планеты поставили друг на друга.
Когда топливо в первой ступени заканчивается, она автоматически отсоединяется и падает вниз, полностью сгорая в атмосфере. Следом начинает работать вторая ступень, она выводит ракету еще выше и отсоединяется после догорания горючего.
Третья ступень задействуется после автоматического отсоединения второй. Она и выводит летательный аппарат на орбиту. Теперь корабль может двигаться почти совсем без топлива и не падать. Хотя немного топлива всё-таки нужно для корректировки орбиты, для стыковки с орбитальной станцией и для направления спускаемого аппарата назад к Земле.
Как закрепить знания
Чтобы ребенок запомнил все услышанное, задайте ему несколько вопросов: что ты знаешь о космических ракетах, как они летают, почему они такие большие? Выслушайте ответы детей, поправьте, если они что-то напутали. Похвалите за хорошие познания.
Детям будет очень интересно самим нарисовать корабль в космосе, поэтому творческое задание — лучшее закрепление знаний, полученных из вашего сообщения. Объяснить детям принцип работы звездолетов и других видов транспорта будет проще, если они стараются изучить вопрос самостоятельно. По этой причине следует заинтересовать их, попросив детей объяснить их собственные ответы.
Как нам улететь с Земли: краткое пособие для выезжающих за орбиту
Недавно на хабре появилась новость про планируемую постройку космического лифта. Для многих это показалось чем-то фантастическим и невероятным, вроде огромного кольца из Halo или сферы Дайсона. Но будущее ближе, чем кажется, лестница в небо вполне возможна, и может быть мы даже увидим ее на своем веку.
Сейчас я постараюсь показать, почему мы не можем пойти и купить билет «Земля-Луна» по цене билета «Москва-Питер», как нам поможет лифт и за что он будет держаться, чтобы не рухнуть на землю.
С самого начала развития ракетостроения головной болью инженеров было топливо. Даже в самых современных ракетах топливо занимает где-то 98% массы корабля.
Если нам захочется передать космонавтам на МКС пакетик пряников массой в 1 килограмм, то на это потребуется, грубо говоря, 100 килограмм ракетного топлива. Ракета-носитель одноразовая, и на Землю вернется только в виде обгоревших обломков. Дорогие получаются прянички. Масса корабля ограничена, а значит и полезный груз на один запуск строго лимитирован. И каждый запуск требует расходов.
А если мы хотим полететь куда-то дальше околоземной орбиты?
Инженеры со всего мира сели и стали думать: каким должен быть космический корабль, чтобы увезти на нем больше, и долететь на нем дальше?
Куда долетит ракета?
Пока инженеры думали, их дети нашли где-то селитру и картон и начали мастерить игрушечные ракеты. Такие ракеты не долетали до крыш высотных домов, но дети радовались. Потом самому смышленому пришла мысль: «а давайте натолкаем в ракету больше селитры, и она полетит выше».
Но выше ракета не полетела, так как стала слишком тяжелой. Она даже не смогла подняться в воздух. После некоторого количества экспериментов дети нашли оптимальный объем селитры, при котором ракета летит выше всего. Если добавить больше топлива, масса ракеты тянет ее вниз. Если меньше — топливо заканчивается раньше.
Но как определить, сколько топлива нужно, чтобы ракета не упала в океан с пустым баком, а долетела до Марса?
Вторая космическая скорость
Дети тоже пытались заставить ракету лететь выше. Даже раздобыли учебник по аэродинамике, прочитали про уравнения Навье-Стокса, но ничего не поняли и просто приделали ракете острый нос.
Мимо проходил их знакомый старик Хоттабыч и поинтересовался, о чем грустят ребята.
— Эх, дедушка, если бы у нас была ракета с бесконечным топливом и малой массой, она бы наверное долетела до небоскреба, или даже до самой вершины горы.
— Не беда, Костя-ибн-Эдуард, — ответил Хоттабыч, выдергивая последний волосок, — пусть у этой ракеты топливо никогда не заканчивается.
Радостные дети запустили ракету и стали ждать, когда она вернется на землю. Ракета долетела и до небоскреба, и до вершины горы, но не остановилась и полетела дальше, пока не пропала из вида. Если заглянуть в будущее, то эта ракета покинула землю, вылетела из солнечной системы, нашей галактики и полетела на субсветовой скорости покорять просторы вселенной.
Дети удивились, как это их маленькая ракета смогла так далеко улететь. Ведь в школе говорили, что для того чтобы не упасть обратно на Землю, скорость должна быть не меньше второй космической (11,2 км/с). Разве их маленькая ракета могла развить такую скорость?
Но их родители-инженеры объяснили, что если у ракеты бесконечный запас топлива, то она сможет улететь куда угодно, если сила тяги больше гравитационных сил и сил трения. Так как ракета способна взлететь, силы тяги хватает, а в открытом космосе еще легче.
Вторая космическая скорость — это не скорость, которая должна быть у ракеты. Это скорость, с которой нужно бросить мяч с поверхности земли, чтобы он на нее не вернулся. У ракеты, в отличие от мяча, есть двигатели. Для нее важна не скорость, а суммарный импульс.
Самое сложное для ракеты — преодолеть начальный участок пути. Во-первых, гравитация у поверхности сильнее. Во-вторых, у Земли плотная атмосфера, в которой очень жарко летать на таких скоростях. Да и реактивные ракетные двигатели работают в ней хуже, чем в вакууме. Поэтому летают сейчас на многоступенчатых ракетах: первая ступень быстро расходует свое топливо и отделяется, а облегченный корабль летит на других двигателях.
Константин Циолковский долго думал над этой проблемой, и придумал космический лифт (еще в 1895 году). Над ним тогда, конечно, посмеялись. Впрочем, посмеялись над ним и из-за ракеты, и спутника, и орбитальных станций, и вообще посчитали его не от мира сего: «у нас тут еще автомобили не до конца изобретены, а он в космос собрался».
Потом ученые задумались и прониклись, полетела ракета, запустили спутник, понастроили орбитальных станций, в которые заселили людей. Над Циолковским уже никто не смеется, наоборот, его очень уважают. А когда открыли сверхпрочные графеновые нанотрубки, всерьез задумались и о «лестнице в небо».
Почему спутники не падают вниз?
Все знают про центробежную силу. Если быстро крутить мячик на веревочке, он не падает на землю. Попробуем быстро раскрутить мяч, а затем постепенно замедлим скорость вращения. В какой-то момент он перестанет крутиться и упадет. Это будет минимальная скорость, при которой центробежная сила будет уравновешивать силу притяжения земли. Если крутить мяч быстрее, веревка сильнее натянется (а в какой-то момент лопнет).
Между Землей и спутниками тоже есть «веревка» — гравитация. Но в отличие от обычной веревки она не может натягиваться. Если «крутить» спутник быстрее чем нужно, он «оторвется» (и перейдет на эллиптическую орбиту, или вообще улетит). Чем ближе спутник к поверхности земли, тем быстрее его нужно «крутить». Мяч на короткой веревке тоже крутится быстрее, чем на длинной.
Важно помнить, что орбитальная (линейная) скорость спутника — это не скорость относительно поверхности земли. Если написано, что орбитальная скорость спутника 3.07 км/с, это не значит, что он носится над поверхностью как бешеный. Орбитальная скорость точек на экваторе земли, между прочим, 465 м/с (Земля вертится, как утверждал упрямый Галилей).
На самом деле для мяча на веревочке и для спутника рассчитываются не линейные скорости, а угловые (сколько оборотов в секунду совершает тело). 
Получается, если найти такую орбиту, что угловые скорости спутника и поверхности земли будут совпадать, то спутник будет висеть над одной точкой на поверхности. Такую орбиту нашли, и она называется геостационарная орбита (ГСО). Спутники висят над экватором неподвижно, и людям не приходится поворачивать тарелки и «ловить сигнал».
Бобовый стебель
А что, если спустить с такого спутника веревочку до самой земли, ведь он висит над одной точкой? К другому концу спутника привязать груз, центробежная сила увеличится и будет держать и спутник, и веревочку. Ведь не падает мяч, если его хорошо раскрутить. Тогда можно будет поднимать по этой веревочке грузы прямо на орбиту, и забыть как страшный сон многоступенчатые ракеты, жрущие топливо килотоннами при небольшой грузоподъемности.
Скорость движения в атмосфере у груза будет небольшая, значит нагреваться он не будет, в отличие от ракеты. И энергии на подъем потребуется меньше, так как есть точка опоры.
Главная проблема — масса веревочки. До геостационарной орбиты Земли 35 тысяч километров. Если дотянуть до геостационарной орбиты стальную леску диаметром 1 мм, ее масса будет 212 тонн (а ее нужно тянуть гораздо дальше, чтобы уравновесить лифт центробежной силой). При этом она должна выдерживать свой вес, и вес груза.
К счастью, в этом случае немного помогает то, за что учителя по физике часто ругают учеников: вес и масса — разные вещи. Чем дальше тянется трос от поверхности земли, тем больше он теряет в весе. Хотя удельная прочность троса всё еще должна быть огромной.
С углеродными нанотрубками у инженеров появилась надежда. Сейчас это новая технология, и мы пока не можем свить эти трубочки в длинный трос. И не получается добиться их максимальной расчетной прочности. Но кто знает, что будет дальше?