|
Использование космолифта для доставки воды с Цереры
|
|
|
|
Возможно, в настоящее время у нас нет технологий, которые позволили бы использовать космический лифт на Земле. Но это не значит, что они не будут работать на других телах Солнечной системы. Одно из самых интересных мест, где можно было бы поработать, находится вокруг Цереры, королевы пояса астероидов, и потенциально одного из крупнейших источников ресурсов для экспансии человечества в космос.
|
|
|
|
В новой статье исследователей из Университета Колорадо, штат Колорадо-Спрингс, и компании Industrial CNT, производителя углеродных нанотрубок (одного из потенциальных материалов для космического лифта), подробно описывается, насколько полезным может быть такой лифт.
|
|
|
|
Одним из самых интересных фактов о Церере является то, что, согласно данным, собранным космическим аппаратом Dawn, она примерно на 25% состоит из воды. Вода полезна не только потому, что она необходима для жизни в том виде, в каком мы ее знаем, но и потому, что ее можно использовать в качестве топлива для двигательных установок. Некоторые испытательные спутники используют воду в качестве единственного движителя, в то время как другие используют компоненты, полученные при гидролизе воды, — кислород и водород.
|
|
|
|
Но чтобы получить доступ к этому богатству особенно ценного материала, инженерам сначала пришлось бы извлечь его из гравитационного колодца Цереры (по общему признанию, крошечного). Вот тут-то и пригодится космический лифт. Космический лифт может служить двум целям — доставлять материалы с поверхности и использовать рычаги для перемещения их по траектории, которая намного быстрее, чем при запуске с поверхности. В конструкции, описанной в статье, используются обе эти функции.
|
|
|
|
|
|
|
В нем описывается космический лифт длиной 30 000 км, который простирается в Солнечную систему более чем в 30 раз дальше диаметра самой Цереры. Этот подъемник, изготовленный из доступных в настоящее время углеродных нанотрубок, может поднимать полезную нагрузку весом примерно 6534 кг на станцию в верхней части лифта. Оттуда они могут быть запущены в космос, используя пространство, предоставленное станцией, которая вращается в соответствии с вращением Цереры каждые девять часов. При такой скорости это уменьшило бы количество энергии, необходимое для доставки полезной нагрузки обратно на Землю, примерно на 60%, а также позволило бы сэкономить топливо на 15%.
|
|
|
|
Часть этого топлива может быть получена из самой Цереры. В статье также приводится матрица решений для нескольких силовых установок на водной основе, и установлено, что наиболее эффективными являются микроволновые электротермические двигатели (METS) с удельным импульсом почти в 800 секунд. Другим претендентом был двигатель для электролиза воды, который разделяет компоненты воды и затем объединяет их в камере сгорания.
|
|
|
|
Однако для осуществления этого химического расщепления системе потребуется энергия, и это является одним из основных потенциальных препятствий для создания такой инфраструктуры. Церера находится в поясе астероидов, и количество солнечного света, которое необходимо собрать для обеспечения такого рода усилий, будет значительным. Потенциальные решения включают двигатели Стирлинга или радиоизотопные тепловые генераторы, но их потребуется много, чтобы соответствовать масштабу проекта.
|
|
|
|
Другой потенциальной проблемой может стать задержка связи. Поскольку пояс астероидов проходит за Марсом, в среднем задержка связи в каждом направлении составляет 25 минут, что делает ручное управление с Земли и ее окрестностей чрезвычайно утомительным. Поэтому любой крупномасштабный строительный проект на Церере, такой как космический лифт, потребует значительного улучшения автоматизации, прежде чем он начнет функционировать.
|
|
|
|
Эти усовершенствования были бы полезны и в других областях, и, несомненно, они уже в пути. Эксперты по космическим разработкам с энтузиазмом относятся к потенциальным вариантам использования ресурсов, доступных где-нибудь вроде Цереры. Как таковой, он, несомненно, в конечном итоге будет добыт — и если и когда это произойдет, разработчики будущих миссий внимательно изучат этот документ и другие, подобные ему, чтобы понять, стоит ли человечеству решать одну из самых сложных инженерных задач, которые оно когда-либо решало, и стоит ли оно таких затрат.
|
|
|
|
Источник
|
