Úgy tűnik, hogy a rakétatechnológia fejlesztése eléri képességeinek határait, így a tudósok és a mérnökök új módszerek kifejlesztésével és kutatásával foglalkoznak, amelyek lehetővé teszik a rakomány alacsony földi pályára és azon túl történő elindítását. A legígéretesebb az 1895-ben Konstantin Tsiolkovsky orosz tudós által 1895-ben előterjesztett „űrlift” elképzelése. A közelmúltig azt hitték, hogy a technológia jelenlegi fejlettségi szintje nem teszi lehetővé a megvalósítását, ám az amerikai tudósok egy csoportja nem ért egyet ezzel a véleménygel.
Az orbitális torony javasolt Tsiolkovsky-projektjét az 1960-as években Jurij Artsutanov szovjet mérnök fejlesztette ki. Írásaiban egy olyan struktúrát javasolt, amely módosult a Tsiolkovsky ideje óta felhalmozott tapasztalatok alapján. Figyelemre méltó, hogy Artsutanov majdnem egy évvel Jurij Gagarin repülése előtt közzétette „Az űrbe egy elektromos mozdonyon” című cikkét. Ebben javasolta a geoszinkron pályán a műholdakhoz rögzített kötelek használatát a rakomány és az emberek körüli pályára szállításához. Így a szabadon közlekedő kötelek (rotorok) a Föld vagy más égitest sebességével forognak, ami biztosítja feszültségüket. Ebben az esetben a kábelekkel történő szállítást lényegesen alacsonyabb gyorsulással hajtják végre, mint egy rakétaindítással. A híres brit sci-fi író, Arthur Clarke "Paradicsom szökőkutágai" regénye szintén a "űrlift" építésére szól.
Elméletileg a Föld közeli tér fejlesztésének sokkal biztonságosabb, olcsóbb és megbízhatóbb módja a megvalósításhoz mindenekelőtt több, mint 65 gigapaszkal nagyságú kábelek előállítását igényli (összehasonlítás: az acél szilárdsága 1-5 GPa, a szilícium-rost körülbelül 20 GPa). Még az ultra erős grafén-alapú szén nanocsövek még nem érték el a kívánt szilárdságot (annak ellenére, hogy a meglévő minták hossza általában nem haladja meg a néhány centimétert). Az Eubanks és Redley amerikai kutatók által az Űripolitikában közzétételre benyújtott cikk (az eredeti elérhető az arXiv.org oldalon) igazolja, hogy a Holdon űrlift felépítése valószínűleg lehetséges a mai forgalomban kapható polimerek felhasználásával.
A kötélen
A projekt első szakaszának, amelyet a szerzők a Deep Space Tether Pathfinder (DSTP) -nek neveznek, egyidejűleg a Föld és a Hold közötti, kereskedelemben felhasználható űrlift prototípusává kell válnia, és fontos eszközévé kell tenni a műholdunk kutatására. A DSTP elforgatásával elegendő mintát lehet begyűjteni a tudományos kutatáshoz a Shackleton Crater-ben, ezután a kötélforgás körülbelül felén a kapszula a mintákkal a Föld felé megy, köszönhetően a gyorsulásnak, amely lehetővé teszi az optimális visszatérési pálya kiválasztását. A készülék egyszerűen szólva, katapultként működik, lehetővé téve a rakomány mozgatását a Holdról a Földre. A DSTP csak egy mintát szállít, majd utána a világűrbe kerül - és maga lesz a mikrometeoritoknak a heveder állapotára gyakorolt hatása és más tényezők vizsgálatának tárgya,fontos az űrlift működésének megértéséhez. A DSTP kábel 5000 km hosszú és 2228 kg súlyú.
Ha sikerrel jár, akkor a következő lépés lehet a Hold-Űrfelvonó (LKL) infrastruktúrájának megépítése, amely alkalmas a hold pályájára való mozgáshoz a műholdas felületről és tovább a Földre. A rendszernek egy szuper hosszú kábelnek kell lennie, amelyet a Hold felszínéhez kell csatlakoztatni, amely áthalad a Lagrange ponton (amelyben a kábelen rögzített súly két égi testhez képest mozdulatlan marad) a Hold és a Föld között, körülbelül 56 ezer km-re a Holdtól. Az LKL képes körülbelül öt tonna kőzetet évente emelni a Holdról és az azonos kombinált súlyú alacsonyabb felszereléseket a holdfelszínre.
n Promóciós videó:
Rendelkezésre álló eszközök
Amint a cikk szerzői rámutatnak, a projekt megvalósítása érdekében, tekintettel a Holdon lévő alacsonyabb gravitációra, szintetikus polimerek is használhatók, amelyek már léteznek és kereskedelmi forgalomban beszerezhetők, például ultra nagy molekulatömegű nagy sűrűségű polietilén (UHMWPE; elsősorban testpáncélgyártáshoz, hajógyártó kikötőhelyek bélelésére használják). Oroszországban két kísérleti üzem létezik ilyen anyagok előállítására) és a Japánban előállított polifenilén-2,6-bezobioxazol (PBO; Zylon márkanév, különösen beton építőelemek megerősítésére szolgál).
Fotó: nasa
A tudósok számításai szerint a NASA Discovery osztály űrrepülésének egyetlen repülése elegendő lesz a projekt végrehajtásához. Miután 58,5 tonna Zylon polimert szállítottak a Lagrange-pontba, ott felépítik a lift működéséhez szükséges anyagok „raktárát”. Onnan egy süllyedő járművet leeresztik a hold felszínére, az Öböl középszintére egy kábel segítségével, amely a rakomány emelésének és leeresztésének bázisállomássá válik. A rendszer egyensúlyának megtartása érdekében egy ellensúly kerül a nyílt térbe; a kábel teljes hossza így eléri a 278,5 ezer km-t. A legfeljebb 100 kg súlyú regolit, holdtalaj mintáit egy újrafelhasználható, napenergiával működő kapszula segítségével eljuttatják a közbenső alaphoz Lagrange-pontban. A minták földbe történő továbbításához nem szükséges üzemanyag, mivel,A kábeltől a Holdtól körülbelül 220,67 ezer km távolságban leválasztva a tehetetlenséggel tovább mozog, és körülbelül 34 órán belül 10,9 km / s sebességgel belép a Föld légkörébe. A rakomány lehetséges forgalmának becsléséhez elegendő emlékezni arra, hogy az Apollo hold-missziója során csak 382 kg regolitot szállítottak a Földre.
Ha sikeres, akkor a második LKL a Hold túloldalán építhető fel, egy bázisállomással a Lipsky kráter területén. Ahogyan a kutatók rámutatnak, egy ilyen helyzet többek között ideális hely lesz a rádiócsillagászati kutatásokhoz, mivel a hold túloldalát teljesen elkülönítik a Föld rádióhullámai. A projekt szerzői a felvonók élettartamát öt évre becsülik. A tudományos kutatás és a bányászat hipotetikus felhasználása mellett a holdfelvonók fontos szerepet játszhatnak a Mars felé tartó személyzettel ellátott küldetés végrehajtásában. A Keio Egyetem Massachusetts Technológiai Intézetének és a Kaliforniai Technológiai Intézet Jet Propulziós Laboratóriumának nemzetközi kutatócsoportja által 2015 őszén közzétett jelentés szerintaz űrhajó Marsba induló tömege 68% -kal csökkenthető a motorok regolitjában lévő oxigén felhasználása miatt (fajsúly 41-46%). Eubanks és Redley munkájukban hangsúlyozzák, hogy további tényező lehet az LKL ellensúly használata a Hold túloldalán a teherhajók felgyorsítása és a Mars pályájára indítása céljából, hogy a jövőben a "vörös bolygón" gyarmatot szállítsanak.
Vladislav Krylov