Perkembangan teknologi roket, sepertinya, mendekati batas kemampuannya, sehingga para saintis dan jurutera terlibat dalam pengembangan dan penyelidikan kaedah baru untuk melancarkan kargo ke orbit bumi rendah dan seterusnya. Antara yang paling menjanjikan adalah idea "ruang angkasa" yang dikemukakan pada tahun 1895 oleh saintis Rusia Konstantin Tsiolkovsky. Sehingga baru-baru ini, dipercayai bahawa tahap perkembangan teknologi semasa tidak membenarkan pelaksanaannya, tetapi sekumpulan saintis Amerika tidak bersetuju dengan pendapat ini.
Projek Tsiolkovsky yang dicadangkan dari "menara orbit" dibangunkan pada tahun 1960 oleh jurutera Soviet Yuri Artsutanov. Dalam tulisannya, dia mengusulkan struktur yang diubah suai dengan pengalaman yang terkumpul sejak zaman Tsiolkovsky. Perlu diperhatikan bahawa Artsutanov menerbitkan artikelnya "Into Space on a Electric Locomotive" hampir setahun sebelum penerbangan Yuri Gagarin. Di dalamnya, dia mencadangkan penggunaan tali yang dilekatkan pada satelit dalam orbit geosinkron untuk menghantar kargo dan orang ke orbit. Oleh itu, tali terbang bebas (rotovator) berputar dengan kelajuan Bumi atau benda langit lain, yang memastikan ketegangannya. Dalam kes ini, pengangkutan dengan kabel dilakukan dengan pecutan yang jauh lebih rendah daripada dengan permulaan roket. Novel penulis fiksyen sains Britain terkenal Arthur Clarke "Fountains of Paradise" juga didedikasikan untuk pembinaan "ruang angkasa".
Secara teorinya, cara yang lebih selamat, lebih murah dan lebih dipercayai untuk mengembangkan ruang dekat Bumi untuk pelaksanaan memerlukan, pertama sekali, pengeluaran kabel dengan kekuatan lebih dari 65 gigapascals (untuk perbandingan: kekuatan keluli adalah 1-5 GPa, serat silika kira-kira 20 GPa). Bahkan nanotube karbon berasaskan graphene ultra kuat belum mencapai kekuatan yang diperlukan (walaupun fakta bahawa panjang sampel yang ada biasanya tidak melebihi beberapa sentimeter). Walau bagaimanapun, sebuah artikel yang diserahkan untuk penerbitan dalam Space Space oleh penyelidik Amerika Eubanks dan Redley (yang asli boleh didapati di arXiv.org) membuktikan bahawa pembinaan lif angkasa di Bulan kemungkinan besar mungkin dengan penggunaan polimer yang terdapat dalam edaran komersial hari ini.
Di tali ketat
Fasa pertama projek, yang disebut Deep Space Tether Pathfinder (DSTP) oleh penulis, secara serentak harus menjadi prototaip lif ruang angkasa yang dapat dimanfaatkan secara komersial antara Bumi dan Bulan, dan alat penting untuk meneliti satelit kita. Memutar DSTP akan membolehkan pengambilan sampel yang mencukupi untuk penyelidikan saintifik di Shackleton Crater, selepas itu, kira-kira separuh putaran tali, kapsul dengan sampel akan pergi ke Bumi, berkat pecutan yang membolehkan anda memilih lintasan kembali yang optimum. Peranti ini, dalam istilah mudah, akan berfungsi sebagai ketapel, yang membolehkan anda memindahkan kargo dari Bulan ke Bumi. DSTP hanya dapat membuat satu penghantaran sampel, setelah itu ia akan masuk ke angkasa lepas - dan ia sendiri akan menjadi objek untuk mengkaji pengaruh mikrometeorit pada keadaan tether dan faktor-faktor lain,penting untuk memahami operasi lif ruang. Kabel DSTP akan panjang 5,000 km dan berat 2,228 kg.
Sekiranya berjaya, langkah seterusnya adalah pembinaan infrastruktur Lunar-Space Elevator (LKL) yang tepat untuk bergerak ke orbit Bulan dari permukaan satelit dan lebih jauh ke Bumi. Sistem ini mestilah kabel super panjang yang terpasang pada permukaan Bulan yang melewati titik Lagrange (di mana berat yang dipasang pada kabel akan tetap bergerak relatif terhadap dua benda langit) antara Bulan dan Bumi, kira-kira 56 ribu km dari Bulan. LKL akan dapat mengangkat kira-kira lima tan batu setiap tahun dari Bulan dan menurunkan peralatan dengan berat gabungan yang sama ke permukaan bulan.
n Video promosi:
Kaedah yang ada
Seperti yang ditunjukkan oleh pengarang artikel, untuk pelaksanaan projek ini, memandangkan graviti yang lebih rendah di Bulan, adalah mungkin untuk menggunakan polimer sintetik yang sudah ada dan tersedia secara komersial dalam edaran komersial, seperti polietilena berketumpatan tinggi berat molekul tinggi (UHMWPE; digunakan, khususnya, untuk pengeluaran rompi tahan peluru, lapisan dermaga kapal) Di Rusia, terdapat dua kilang perintis untuk pengeluaran bahan tersebut) dan polifenilena-2, 6-bezobioxazole yang dihasilkan di Jepun (PBO; nama dagang Zylon, digunakan, khususnya, untuk mengukuhkan blok bangunan konkrit).
Foto: nasa
Menurut perhitungan para saintis, satu penerbangan misi angkasa kelas NASA Discovery akan cukup untuk melaksanakan projek tersebut. Selepas penghantaran 58.5 tan polimer Zilon ke titik Lagrange, "gudang" bahan yang diperlukan untuk operasi lif akan dilengkapi di sana. Dari sana, kenderaan turun akan diturunkan ke permukaan bulan, ke Teluk Tengah, dengan kabel, yang akan menjadi stesen pangkalan untuk mengangkat dan menurunkan kargo. Pengimbang akan diturunkan ke ruang terbuka untuk menjaga keseimbangan sistem; keseluruhan panjang kabel akan mencapai 278.5 ribu km. Sampel regolith, tanah lunar, dengan berat hingga 100 kg akan dikirim ke pangkalan perantaraan di titik Lagrange menggunakan kapsul bertenaga suria yang dapat digunakan kembali. Bahan bakar untuk pemindahan sampel lebih jauh ke Bumi tidak diperlukan, kerana,Setelah terlepas dari kabel pada jarak sekitar 220.67 ribu km dari Bulan, kapsul akan terus bergerak dengan inersia dan akan memasuki atmosfera Bumi dalam sekitar 34 jam dengan kelajuan sekitar 10.9 km / s. Untuk menganggarkan kemungkinan jumlah perolehan kargo, cukup untuk diingat bahawa semasa semua misi bulan Apollo hanya 382 kg regolith dihantar ke Bumi.
Sekiranya berjaya, LKL kedua dapat dibina di seberang Bulan, dengan stesen pangkalan di kawasan kawah Lipsky. Seperti yang dinyatakan oleh para penyelidik, kedudukan seperti itu, antara lain, akan menjadi tempat yang ideal untuk penyelidikan astronomi radio, kerana sisi jauh bulan sepenuhnya terpencil dari gelombang radio dari Bumi. Pengarang projek menganggarkan jangka masa lif adalah lima tahun. Sebagai tambahan kepada penyelidikan saintifik dan penggunaan hipotesis untuk perlombongan, lif bulan dapat memainkan peranan penting dalam pelaksanaan misi berawak ke Marikh. Menurut laporan yang diterbitkan pada musim gugur tahun 2015 oleh kumpulan penyelidikan antarabangsa dari Massachusetts Institute of Technology, Keio University dan Jet Propulsion Laboratory dari California Institute of Technology,jisim pelancaran kapal angkasa ke Marikh dapat dikurangkan sebanyak 68 peratus kerana penggunaan oksigen yang terkandung dalam regolith untuk mesin (41-46 persen dari graviti spesifik). Eubanks dan Redley menunjukkan dalam karya mereka bahawa faktor tambahan boleh menjadi penggunaan timbal balik LKL di bahagian paling jauh Bulan untuk mempercepat dan melancarkan kapal kargo ke orbit Mars untuk membekalkan koloni di "planet merah" di masa depan.
Vladislav Krylov
