Membaca artikel tentang elevator ruang angkasa, saya tidak bisa berhenti bertanya-tanya berapa banyak perhatian diberikan pada mereka untuk masalah yang berpotensi dipecahkan dari kekuatan kabel, dan seberapa sedikit perhatian diberikan pada masalah yang tidak dapat diselesaikan dengan cara apa pun ...
Jadi, mari kita asumsikan bahwa kita memiliki bahan berserat dengan kekuatan tarik sekitar 100 GPa (10.000 kgf / mm ^ 2) dengan kepadatan 1,5 kg / dm ^ 3. Dengan material semacam itu, kita bisa membangun elevator ruang angkasa. Yang perlu Anda lakukan adalah meluncurkan orbit geostasioner 72.000 km kabel dari material tersebut dan mulai melepasnya ke sana dalam dua arah sekaligus: ke dan dari Bumi. Pada titik tertentu, salah satu ujung kabel akan mencapai permukaan, dan kita hanya perlu memperbaikinya, tetapi naik dan turunkan. Masalah apa?
Mari kita mulai dengan "hal-hal kecil" - massa kabel. Kabel optimal akan berada di tengah (dekat orbit geostasioner) 2-3 kali lebih tebal daripada di permukaan bumi. Tapi saya akan mempertimbangkan diameternya di mana-mana sama dengan 1 cm, karena Saya tidak mengatur tugas untuk mendapatkan angka pastinya, tetapi hanya untuk mengevaluasi pesanan. Mengapa tepatnya 1 cm, bukan 1 mm atau 1 m? Karena kabel dengan diameter 1 mm akan tahan hanya 7.85 ton beban tarik. Mempertimbangkan bahwa dalam kasus terbaik, 90% dari kekuatan kabel akan "habis" untuk mempertahankan bobotnya sendiri, kami mendapatkan bahwa kabel seperti itu tidak akan mendukung berat satelit besar modern, belum lagi kapal ruang angkasa dan, terutama, stasiun orbital. Yah, 1 m terlalu banyak.
Jadi, kami memiliki kabel 72.000 km dengan diameter 1 cm dengan kepadatan 1,5. Massa kabel ini adalah sekitar 8500 ton ... Untuk mengirimkan massa seperti itu ke orbit geostasioner, lebih dari seribu peluncuran kendaraan peluncuran berat akan dibutuhkan! Alih-alih membangun lift, mereka dapat menyediakan semua kebutuhan umat manusia untuk menempatkan pesawat ruang angkasa ke orbit selama beberapa dekade mendatang. Dan ini jika kita mengasumsikan bahwa kabel yang dikirim dalam beberapa bagian, yang sudah ada di orbit, dapat dirakit menjadi satu unit dengan kekuatan yang dibutuhkan ...
Tapi kesenangan dimulai berikutnya. Menurut berbagai perkiraan, hanya di orbit Bumi yang rendah (ketinggian dari 200 hingga 2000 km) terdapat dari 200.000 hingga 300.000 objek yang relatif besar - ukuran lebih dari 1 cm, lebih dari 90% ukurannya tidak lebih dari 10 cm, dan oleh karena itu terlalu kecil untuk pelacakan oleh radar.
Meskipun sejumlah besar objek yang relatif besar di orbit, tabrakan di antara mereka masih sangat, sangat jarang. Pertama, bahkan ISS kecil oleh standar ruang, dan yang lainnya bahkan lebih. Jadi untuk tabrakan lintasan dua objek harus sangat, sangat dekat satu sama lain, yang tidak mungkin terjadi dengan sendirinya. Namun selain itu, dua objek harus berada di persimpangan lintasan pada saat yang sama! Ini membuat tabrakan peristiwa yang sangat langka, dalam seluruh sejarah astronautis mereka dapat dihitung dengan jari.
Tetapi apa yang akan terjadi dalam kasus kabel tetap dengan panjang yang sangat besar? .. Rata-rata, sekali per jam, masing-masing benda melintasi khatulistiwa. Yaitu setidaknya 200.000 perlintasan khatulistiwa per jam. Jika kita mengambil area bidang ekuatorial, yang jatuh pada ketinggian orbit rendah, 200-2000 km, maka itu akan menjadi 85,5 juta km ^ 2. Luas penampang kabel 1 cm di bagian ketinggian 200-2000 km adalah 0,018 km ^ 2 atau 0,2 miliar bidang khatulistiwa. Sangat kecil? Tetapi kami memiliki 200.000 persimpangan katulistiwa per jam! Tidak sulit untuk menghitung bahwa rata-rata sekali setiap 23.500 jam sepotong puing ruang dengan ukuran lebih besar dari diameter kabel akan jatuh ke dalam kabel. Yaitu Itu akan dijamin untuk menghancurkannya! Jika ada, 23.500 jam adalah 2 tahun dan 8 bulan. Selain itu, ini adalah batas atas, karena perhitungan ini hanya berlaku untuk ukuran puing-puing ruang, tetapi puing-puing lebih dari 1 cm sebenarnya diperhitungkan, yang secara signifikan meningkatkan kemungkinan tabrakan ... Sebenarnya, kabel memiliki umur sekitar satu tahun atau bahkan kurang. Selain itu, penurunan penampang kabel hampir tidak akan memperpanjang periode ini, puing ruang tidak akan menjadi lebih kecil. Peningkatan pada penampang juga tidak akan menghasilkan apa-apa: ya, kabel satu meter tidak akan dapat membunuh jauh dari setiap bagian sampah, tetapi mereka akan jatuh ke dalamnya seratus kali lebih sering, sehingga pada tahun yang sama mereka akan cukup lemah untuk patah karena bobotnya sendiri.
Total yang kita miliki: kita perlu memasukkan kargo ke orbit geostasioner dengan roket klasik sebanyak yang kita belum berhasil sampai ke sana sepanjang sejarah, sehingga sepanjang tahun, sampai kabel itu jatuh dengan puing-puing luar angkasa, sangat murah untuk memuat kargo ke orbit ... Mari kita tinggalkan tanda kurung, yang menyebabkan kabel yang jatuh, terutama jika itu terbunuh bukan di dekat Bumi, tetapi di suatu tempat lebih dekat ke orbit geostasioner.
NB Jika ada, saya dengan penuh semangat memimpikan eksplorasi ruang besar-besaran. Tetapi agar impian saya menjadi kenyataan, uang dan upaya harus diarahkan ke proyek-proyek yang, setidaknya dalam jangka panjang, dapat memiliki efek. Tetapi lift ruang, sayangnya, tidak berlaku untuk proyek-proyek seperti itu: eksplorasi ruang besar-besaran menjamin bahwa hanya akan ada lebih banyak puing-puing ruang, dan untuk keselamatan kabel itu harus puluhan kali lebih kecil, mis. satu tidak termasuk yang lain.