Космічний ліфт на 100 000 км: науковці знайшли перспективний матеріал для троса, але будувати його поки зарано

Міжнародний консорціум космічного ліфта (ISEC) визначив полікристалічний графен як найреальнішого

кандидата для створення надміцного троса завдовжки 100 тисяч кілометрів. Концепція космічного ліфта передбачає доставку вантажів на орбіту за допомогою електричних підйомників без використання традиційних ракет-носіїв.

Згідно з проєктом, нижній кінець конструкції кріпиться на екваторі Землі, а верхній утримується масивною противагою (Apex Anchor) далеко за межами геостаціонарної орбіти. Завдяки відцентровій силі обертання планети трос має постійно перебувати в натягнутому стані.

Головна проблема — міцність на розрив

Звичайні конструкційні матеріали для такого проєкту не підходять: сталь, титан чи карбон просто обірвуться під власною вагою. Рішенням може стати багатошаровий графеновий ламінат. У звітах ISEC щодо матеріалів троса зазначається, що промисловість уже навчилася синтезувати безперервні полотна полікристалічного графену завдовжки до одного кілометра.

Однак до створення готового троса дослідники мають розв’язати проблему міжшарового зчеплення. Наразі сила зв’язку між шарами графену приблизно в 35 разів нижча за розрахунковий поріг, необхідний для утримання 20-тонного клаймбера. Щоб запобігти розшаруванню матеріалу під колесами кабіни, науковці експериментують зі створенням додаткових міжатомних sp³-зв’язків.

Два тижні дороги на швидкості 300 км/год

За розрахунками інженерів ISEC, середня швидкість руху підйомника тросом становитиме близько 298 км/год. За таких параметрів підйом до вершини триватиме орієнтовно два тижні.

Серед варіантів силової установки розглядаються механічні колісні приводи та лінійні електромагнитні двигуни, а енергію на кабіну планують передавати за допомогою лазерних променів, мікрохвильового випромінювання або бортових сонячних панелей.

За оцінками видання Universe Today, повноцінна система зможе виводити в космос до 30 тисяч тонн вантажів на рік. На вершині ліфта апарати отримуватимуть достатньо кінетичної енергії від обертання Землі, щоб вирушати до Місяця чи Марса взагалі без ракетних прискорювачів. У зв’язці з місячною інфраструктурою це виглядає як наступний рівень космічної логістики: NASA вже опрацьовує правила руху кораблів біля Gateway.

Попри прогрес у синтезі графену, проєкт залишається на стадії теоретичних і лабораторних досліджень: масштабування технології від метрових лабораторних зразків до стотисячокілометрової несучої нитки як і раніше впирається в технологічні обмеження.