عند قراءة مقالات حول مصعد الفضاء ، لا يمكنني التوقف عن التساؤل عن مدى الاهتمام بها بالمشكلة التي يحتمل حلها المتمثلة في قوة الكابل ، ومدى قلة الاهتمام بالمشكلات التي لا يمكن حلها بأي شكل من الأشكال ...
لذا ، لنفترض أن لدينا مادة ليفية بقوة شد تبلغ حوالي 100 جيجا باسكال (10000 كجم / مم ^ 2) بكثافة 1.5 كجم / دسم ^ 3. مع هذه المواد ، يمكننا بناء مصعد الفضاء. كل ما عليك فعله هو إطلاق مدار ثابت بالنسبة للأرض يبلغ طوله 72000 كم من الكبل من هذه المواد والبدء في فكه هناك في اتجاهين في وقت واحد: من وإلى الأرض. في مرحلة ما ، ستصل إحدى نهايات الكبل إلى السطح ، وسيتعين علينا فقط إصلاحه ، ولكن نركبه لأعلى ولأسفل. ما المشاكل؟ ..
لنبدأ بـ "الأشياء الصغيرة" - كتلة الكابل. سيكون الكابل الأمثل في المنتصف (بالقرب من المدار الثابت بالنسبة للأرض) 2-3 مرات أكثر من سطح الأرض. لكني سأفكر بشروط في قطرها في كل مكان يساوي 1 سم ، لأنه أنا لا أحدد مهمة الحصول على أرقام دقيقة ، ولكن فقط لتقييم الترتيب. لماذا 1 سم بالضبط ، وليس 1 مم أو 1 م؟ لأن كبل بقطر 1 مم سيتحمل 7.85 طن فقط من حمل الشد. مع الأخذ في الاعتبار أنه في أفضل الأحوال ، سيتم "استهلاك" 90٪ من قوة الكابل للحفاظ على وزنه ، فإننا ندرك أن هذا الكابل لن يدعم وزن القمر الصناعي الكبير الحديث ، ناهيك عن السفن الفضائية ، وخاصة المحطات المدارية. حسنًا ، 1 متر أكثر من اللازم.
وهكذا لدينا 72 ألف كيلومتر من الكابلات بقطر 1 سم وكثافة 1.5. تبلغ كتلة هذا الكبل حوالي 8500 طن ... لتوصيل مثل هذه الكتلة إلى مدار ثابت بالنسبة للأرض ، سوف يتطلب الأمر أكثر من ألف عملية إطلاق لمركبات الإطلاق الثقيلة! وبدلاً من بناء مصعد ، يمكنهم توفير جميع احتياجات البشرية لوضع المركبات الفضائية في المدار لعقود قادمة. وهذا إذا افترضنا أن الكبل المسلم في أجزاء ، موجود بالفعل في المدار ، يمكن تجميعه في وحدة واحدة من القوة المطلوبة ...
لكن المرح يبدأ بعد ذلك. وفقًا لتقديرات مختلفة ، يوجد فقط في مدارات أرضية منخفضة (الارتفاعات من 200 إلى 2000 كم) من 200.000 إلى 300000 من الأجسام الكبيرة نسبيًا - يزيد حجمها عن 1 سم ، ومن بينها ، لا يزيد حجم 90٪ عن 10 سم ، وبالتالي فهي صغيرة جدًا تتبع الرادار.
على الرغم من العدد الضخم من الأجسام الكبيرة نسبيًا في المدار ، فإن التصادمات بينها لا تزال نادرة جدًا. أولاً ، حتى محطة الفضاء الدولية صغيرة بمعايير الفضاء ، وكل شيء آخر أكثر من ذلك. لذلك بالنسبة للتصادم ، يجب أن تكون مسارات شيئين قريبين جدًا من بعضهما البعض ، وهو أمر غير مرجح في حد ذاته. ولكن بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يكون هناك شيئان عند تقاطع المسارات في نفس الوقت! هذا يجعل الاصطدام حدثًا نادرًا جدًا ، في تاريخ علم الفضاء بأكمله يمكن حسابه على الأصابع.
ولكن ماذا سيحدث في حالة وجود كابل ثابت بطول هائل؟ .. في المتوسط ، مرة واحدة في الساعة ، كل من هذه الأشياء تعبر خط الاستواء. على سبيل المثال ما لا يقل عن 200،000 معابر خط الاستواء للساعة. إذا أخذنا مساحة الطائرة الاستوائية ، التي تقع على ارتفاع المدارات المنخفضة ، 200-2000 كم ، فستكون 85.5 مليون كيلومتر ^ 2. تبلغ مساحة المقطع العرضي 1 سم من الكبل في مقطع يبلغ ارتفاعه 200-2000 كم هو 0.018 كم ^ 2 أو 0.2 مليار جزء من الطائرة الاستوائية. ضئيلة؟ ولكن لدينا 200،000 معابر خط الاستواء للساعة! ليس من الصعب حساب أنه في المتوسط مرة واحدة كل 23،500 ساعة ستسقط قطعة من الحطام الفضائي بحجم أكبر من قطر الكابل في الكابل. على سبيل المثال سيكون مضمونا لتدميرها! إذا كان أي شيء ، 23500 ساعة هي سنتان و 8 أشهر. علاوة على ذلك ، هذا هو الحد الأعلى ، لأنه هذا الحساب صحيح فقط لحجم الحطام الفضائي ، ولكن الحطام الذي يزيد عرضه عن 1 سم يؤخذ في الاعتبار بالفعل ، مما يزيد بشكل كبير من احتمال حدوث تصادم ... في الواقع ، يبلغ عمر الكابل حوالي عام واحد أو حتى أقل. علاوة على ذلك ، فإن انخفاض المقطع العرضي للكابل لن يمدد هذه الفترة تقريبًا ، لأنه لن يصبح الحطام الفضائي أصغر. لن تؤدي الزيادة في المقطع العرضي أيضًا إلى أي شيء: نعم ، لن يكون كبل العداد قادرًا على القتل بعيدًا عن كل قطعة من القمامة ، لكنهم سيقعون فيها أكثر من مرة مئات المرات ، بحيث يضعفون في نفس العام بما يكفي للكسر تحت وزنه.
إجمالاً لدينا: نحتاج إلى وضع الكثير من البضائع في المدار الثابت بالنسبة للأرض بالصواريخ الكلاسيكية كما لم نتمكن من الوصول إلى هناك في التاريخ بأكمله ، لذلك خلال السنة ، حتى يتعطل الكابل بالحطام الفضائي ، يكون من السهل جدًا وضع البضائع في المدار ... دعنا نترك الأقواس ، الذي سيسببه الكبل الساقط ، خاصة إذا تم قتله ليس بالقرب من الأرض ، ولكن بالقرب من المدار الثابت بالنسبة للأرض.
PS إذا كان أي شيء ، أحلم بشغف باستكشاف الفضاء على نطاق واسع. ولكن لكي يصبح حلمي حقيقة ، يجب توجيه الأموال والجهود نحو تلك المشاريع التي يمكن أن يكون لها تأثير على الأقل على المدى الطويل. لكن مصعد الفضاء ، للأسف ، لا ينطبق على مثل هذه المشاريع: يضمن استكشاف الفضاء على نطاق واسع أنه لن يكون هناك سوى المزيد من الحطام الفضائي ، ومن أجل سلامة الكابل ، يجب أن يكون أصغر بعشر مرات ، أي. واحد يستثني الآخر.