Космический лифт на 100 000 км: ученые нашли перспективный материал для троса, но строить его пока рано

Международный консорциум космического лифта (ISEC) определил поликристаллический графен как наиболее реального

кандидата для создания сверхпрочного троса длиной 100 тысяч километров. Концепция космического лифта предполагает доставку грузов на орбиту с помощью электрических подъемников без использования традиционных ракет-носителей.

Согласно проекту, нижний конец конструкции крепится на экваторе Земли, а верхний удерживается массивным противовесом (Apex Anchor) далеко за пределами геостационарной орбиты. За счет центробежной силы вращения планеты трос должен постоянно находиться в натянутом состоянии.

Главная проблема — прочность на разрыв

Обычные конструкционные материалы для такого проекта не подходят: сталь, титан или карбон просто оборвутся под собственной тяжестью. Решением может стать многослойный графеновый ламинат. В отчетах ISEC по материалам троса отмечается, что промышленность уже научилась синтезировать непрерывные полотна поликристаллического графена длиной до одного километра.

Однако до создания готового троса исследователям предстоит решить проблему межслойного сцепления. Сейчас сила связи между слоями графена примерно в 35 раз ниже расчетного порога, необходимого для удержания 20-тонного клаймбера. Чтобы предотвратить расслоение материала под колесами кабины, ученые экспериментируют с созданием дополнительных межатомных sp³-связей.

Две недели пути на скорости 300 км/ч

Как рассчитывают инженеры ISEC, средняя скорость движения подъемника по тросу составит около 298 км/ч. При таких параметрах подъем до вершины займет около двух недель.

Среди вариантов силовой установки рассматриваются механические колесные приводы и линейные электромагнитные двигатели, а энергию на кабину планируют передавать с помощью лазерных лучей, микроволнового излучения или бортовых солнечных панелей.

По расчетам издания Universe Today, полноценная система сможет выводить в космос до 30 тысяч тонн грузов в год. На вершине лифта аппараты будут получать достаточную кинетическую энергию от вращения Земли, чтобы отправляться к Луне или Марсу вообще без ракетных ускорителей. В связке с лунной инфраструктурой это выглядит как следующая ступень космической логистики: NASA уже прорабатывает правила движения кораблей у Gateway.

Несмотря на прогресс в синтезе графена, проект остается на стадии теоретических и лабораторных исследований: масштабирование технологии от метровых лабораторных образцов до стотысячекилометровой несущей нити по-прежнему упирается в технологические ограничения.