Det ser ut til at utviklingen av rakettteknologi nærmer seg grensen for dens evner, slik at forskere og ingeniører er engasjert i utvikling og forskning av nye metoder for utsetting av last i jorda-bane og videre. Blant de mest lovende er ideen om en "romheis" som ble lagt frem i 1895 av den russiske forskeren Konstantin Tsiolkovsky. Inntil nylig ble det antatt at dagens utviklingsnivå for teknologi ikke tillater implementering, men en gruppe amerikanske forskere er ikke enig i denne oppfatningen.
Det foreslåtte Tsiolkovsky-prosjektet til "orbitaltårnet" ble utviklet på 1960-tallet av den sovjetiske ingeniøren Yuri Artsutanov. I skriftene foreslo han en struktur som ble modifisert i forhold til erfaringene som ble opparbeidet siden Tsiolkovskys tid. Det er bemerkelsesverdig at Artsutanov publiserte artikkelen sin "Into Space on an Electric Locomotive" nesten et år før Yuri Gagarin fly. I den foreslo han å bruke tau festet til satellitter i geosynkron bane for å levere last og mennesker til bane. Dermed roterer fritt flygende tau (rotovatorer) med hastigheten på jorden eller andre himmellegemer, noe som sikrer spenningen deres. I dette tilfellet utføres transport med kabler med betydelig lavere akselerasjon enn med en rakettstart. Romanen til den berømte britiske science fiction-forfatteren Arthur Clarke "Fountain of Paradise" er også dedikert til byggingen av "romheisen".
I teorien krever en mye tryggere, billigere og mer pålitelig måte å utvikle nærjordet plass til implementering, først og fremst produksjon av kabler med en styrke på mer enn 65 gigapascals (til sammenligning: styrken til stål er 1-5 GPa, silisiumfiber er omtrent 20 GPa). Selv ultrastark grafenbaserte karbonnanorør har ennå ikke nådd den nødvendige styrke (til tross for at lengden på eksisterende prøver vanligvis ikke overstiger flere centimeter). Imidlertid viser en artikkel sendt til publisering i Space Policy av amerikanske forskere Eubanks og Redley (originalen er tilgjengelig på arXiv.org) at byggingen av en romheis på Månen mest sannsynlig er mulig ved bruk av polymerer tilgjengelig i kommersiell sirkulasjon i dag.
På stramningen
Den første fasen av prosjektet, kalt Deep Space Tether Pathfinder (DSTP) av forfatterne, skulle samtidig bli både en prototype av en kommersielt utnyttbar romheis mellom jorden og månen, og et viktig verktøy for å undersøke vår satellitt. Roterende DSTP vil tillate nok prøver å bli fanget for vitenskapelig forskning i Shackleton Crater, hvoretter omtrent halvparten av taurotasjonen vil kapselen med prøvene gå til Jorden, takket være akselerasjonen som lar deg velge den optimale returbanen. Enheten vil i enkle ord fungere som en katapult, slik at du kan flytte last fra Månen til Jorden. DSTP vil bare kunne sende en prøve, hvoretter den vil gå ut i verdensrommet - og i seg selv vil bli gjenstand for å studere innflytelsen fra mikrometeoritter på tilstanden til bindingen og andre faktorer,viktig for å forstå driften av romheisen. DSTP-kabelen blir 5000 km lang og veier 2228 kg.
Hvis det lykkes, kan neste trinn være byggingen av infrastrukturen til Lunar-Space Elevator (LKL) som er riktig for å bevege seg inn i Månens bane fra satellittoverflaten og videre til Jorden. Systemet skal være en super-lang kabel festet til overflaten av Månen som går gjennom Lagrange-punktet (der vekten som er festet på kabelen vil forbli bevegelsesfri i forhold til to himmellegemer) mellom Månen og Jorden, omtrent 56 tusen km fra Månen. LKL vil kunne løfte omtrent fem tonn stein per år fra Månen og senke utstyr med samme kombinert vekt til månens overflate.
n Kampanjevideo:
Tilgjengelige midler
Som forfatterne av artikkelen påpeker, for gjennomføringen av prosjektet, gitt den lavere tyngdekraften på månen, er det mulig å bruke syntetiske polymerer som allerede eksisterer og er kommersielt tilgjengelige i kommersiell sirkulasjon, for eksempel ultrahøy molekylvekt polyetylen med høy tetthet (UHMWPE; spesielt brukt til produksjon av skuddsikre vester, foring av bygningsbunn i skipsbygging I Russland er det to pilotanlegg for produksjon av slikt materiale) og polyfenylen-2, 6-bezobioxazole produsert i Japan (PBO, handelsnavn Zylon, brukes spesielt til armering av byggesteiner i betong).
Foto: nasa
I følge beregningene fra forskere, vil en flytur fra et romoppdrag i NASA Discovery-klassen være nok til å gjennomføre prosjektet. Etter levering av 58,5 tonn Zylon-polymer til Lagrange-punktet, vil et "lager" av materialer som er nødvendig for drift av heisen bli utstyrt der. Derfra vil et nedstigningsbil senkes ned på månens overflate, inn i Sentralbukta, på en kabel, som vil bli basestasjonen for å løfte og senke last. En motvekt vil bli avfyrt i åpen plass for å holde systemet i balanse; den totale lengden på kabelen vil dermed nå 278,5 tusen km. Prøver av regolit, månejord som veier opp til 100 kg, vil bli sendt til mellombasen på Lagrange punkt ved hjelp av en gjenbrukbar solcelledrevet kapsel. Drivstoff for videre overføring av prøver til Jorden er ikke nødvendig, sidenEtter å ha løsnet fra kabelen i en avstand på omtrent 220,67 tusen km fra Månen, vil kapselen fortsette å bevege seg med treghet og vil inn i jordens atmosfære på omtrent 34 timer med en hastighet på omtrent 10,9 km / s. For å estimere det mulige volumet av omsetning er det nok å huske at under alle Apollo-månens oppdrag bare 382 kg regolit ble levert til Jorden.
Hvis den lykkes, kan den andre LKL bygges på bortre side av Månen, med en basestasjon i Lipsky kraterområdet. Som forskerne påpeker, vil en slik stilling blant annet være et ideelt sted for radioastronomiforskning, siden månens bortre side er fullstendig isolert fra radiobølger fra Jorden. Forfatterne av prosjektet estimerer heisenes levetid til fem år. I tillegg til vitenskapelig forskning og hypotetisk bruk for bergverksdrift, kan måneheiser spille en viktig rolle i gjennomføringen av et bemannet oppdrag til Mars. I følge en rapport som ble publisert høsten 2015 av en internasjonal forskningsgruppe fra Massachusetts Institute of Technology, Keio University og Jet Propulsion Laboratory fra California Institute of Technology,lanseringsmassen til romskipet til Mars kan reduseres med 68 prosent på grunn av bruken av oksygen i regolitten for motorer (41-46 prosent av egenvekten). Eubanks og Redley påpeker i sitt arbeid at en ekstra faktor kan være bruken av LKL-motvekten på bortre side av Månen for å akselerere og lansere lasteskip inn i Mars bane for å forsyne kolonier på den "røde planeten" i fremtiden.
Vladislav Krylov
