Полдень XXI век 2009 № 05 - Александр Житинский

О тросовой космической системе впервые упоминается не в работах Циолковского, а в записях Фридриха Артуровича Цандера. В 1910 году он произвел расчет «лунного» лифта, протянутого с поверхности Луны в сторону Земли за коллинеарную точку либрации L1 (она находится на одной прямой с центрами масс этих небесных тел, и равнодействующая гравитационных и центробежных сил в ней равна нулю) на расстояние более 60 тысяч километров и удерживаемого от падения на Луну притяжением Земли. Однако Цандер допустил ошибку, взяв за основу характеристики производимой в те годы стали и получив на выходе такую толщину троса лифта, которая делала его невозможным. Да и обнаружили черновые расчеты Цандера через много лет, когда уже были известны другие проекты из той же серии.

Таким образом, несомненный приоритет в выдвижении идеи космического лифта принадлежит не Циолковскому или Цандеру, а Юрию Николаевичу Арцутанову, ленинградскому инженеру, который в 1960 году опубликовал статью «В космос — на электровозе». Сам Арцутанов излагает ее так:

«Возьмите кусочек шпагата и привяжите к нему камень. Начните вращать эту примитивную пращу. Под влиянием центробежной силы камень будет стремиться оторваться и туго натянет веревку.

Ну а что будет, если такую «веревку» укрепить на земном экваторе и, протянув далеко в Космос, «подвесить» на ней соответствующий груз? Расчеты показывают <…>, что если «веревка» будет достаточно длинной, то центробежная сила будет так же растягивать ее, не давая упасть на Землю, как камень натягивает наш шпагат. Ведь сила притяжения Земли уменьшается пропорционально квадрату расстояния, а центробежная сила растет с увеличением расстояния. И уже на высоте около 42 тысяч километров центробежная сила оказывается равной силе тяжести.

Вот, оказывается, какой длинной должна быть наша «веревка» в Космос — пятьдесят, а то и шестьдесят тысяч километров! Да и «груз» к ней должен быть подвешен немаленький — ведь центробежная сила должна уравновесить вес каната длиной почти в 40 тысяч километров! Но если это будет сделано, возникнет прямая канатная дорога с Земли в Космос!

Можно уже сегодня представить себе и некоторые подробности устройства нашей «космической канатной дороги». Прежде всего она состоит не из одной нити, а из целой пряди их, идущих параллельно и соединенных между собой поперечными лямками. Это сделано для защиты от метеоров, которые легко могут перебить одиночную нить. Во-вторых, эти нити будут иметь разную толщину в разных местах. Минимальной их толщина будет у поверхности Земли, максимальной — в той точке, где центробежная сила уравновешивает силу тяжести: это для того, чтобы растягивающее напряжение было всюду одинаковым. В-третьих, нити не будут однородными. Вероятно, в их сеть будут вплетены металлические провода для передачи электроэнергии. Вероятно, будут и такие нити, по которым смогут двигаться космические электропоезда…»

Арцутанова не волновали ни технические подробности создания лифта, ни его стоимость, ни экономическая целесообразность — его захватила сама идея, а расчетом он доказал, что с использованием новых материалов на основе алмазной нити подобный проект вполне осуществим.

Идея вызвала определенный интерес в Советском Союзе, но вряд ли получила бы развитие в виде технических предложений, если бы вскоре не был опубликован научно-фантастический роман Артура Кларка «Фонтаны рая». И этот роман породил новую мифологию, которая до сих пор оказывает серьезное влияние не только на взгляды фантастов, но на отдельные решения, принимаемые в космической отрасли.

Не буду ходить вокруг да около — я считаю, что миф о скорой реализации проекта космического лифта вредит развитию космонавтики, создавая иллюзорные миражи на пустом месте. По своей сути этот миф является частью утопического представления о «небесном райском изобилии», преобразованного под влиянием научно-технической революции в идеологию быстрого, «штурм унд дранг», космического прорыва, который уже в обозримом будущем решит большинство проблем человечества.

Не решит! Это следует четко понимать и строить планы космической экспансии, исходя из реальных возможностей нашей цивилизации, а не тратя силы и средства на подкормку иллюзий. Ведь иллюзии когда-нибудь рассеются, что грозит страшнейшим разочарованием с последующей социальной и культурной деградацией. Оглянемся вокруг и вспомним печальный опыт последовательного насаждения коммунистической идеологии в Советском Союзе, — а ведь до самого «дна» мы еще не докатились!

Не знаю, как вам, а мне очень не хотелось бы, чтобы неизбежное крушение веры в возможность быстрого космического прорыва привела к глобальному разочарованию человечества в космонавтике (а между прочим, тенденция уже налицо), а потому попытаюсь здесь и сейчас показать, что со времен Вавилонской башни на этом фронте ничего не изменилось — «космическая канатная дорога» остается всего лишь красивой сказкой, в которую не нужно верить взрослым и ответственным людям.

Итак, массовый интерес к идее космического лифта возник в 1979 году после публикации романа «Фонтаны рая» («The Fountains of Paradise»). Его автор, знаменитый фантаст Артур Кларк, использовал статью четырех американских океанографов, опубликованную в журнале «Наука» («Science») 11 февраля 1966 года и озаглавленную «Небесный крюк». Следует заметить, что океанографы описывали прямой канат постоянного сечения и доказали, подобно Цандеру, что при существующих материалах космический лифт построен быть не может. Таким образом, с самого начала в качестве базы для написания романа Кларк взял чисто гипотетическую, «нереальную» конструкцию. Понимая это, писатель ввел еще одно фантастическое допущение: дескать, через двести лет после начала космической эры (эта временная привязка упомянута в тексте дважды) на орбитальных заводах начнут в промышленных количествах производить нить из «псевдоодномерного алмазного кристалла», которая практически невесома, но прочнее любого земного материала — из этой нити и предлагается сплести «небесный канат».

Артур Кларк работал над романом десять лет (совершенно невероятный срок по нынешним меркам!) и по ходу обдумывал конструкцию космического лифта. Хотя Арцутанов разрешил проблему обеспечения прочности каната еще в 1960 году, фантаст об этом ничего не знал и отыскал выход из затруднительного положения в работе американца Джерома Пирсона, который в 1975 году «переоткрыл» идею космического лифта, доказав, что тот технически осуществим, если сделать канат не с одинаковым по всей длине, а с переменным сечением: тончайшим у Земли и наиболее толстым — на геостационарной орбите. Кроме того, необходим противовес, который будет придавать лифту устойчивость — противовесом может служить либо еще один такой же канат, протянутый в сторону Луны, либо массивный астероид, пригнанный на околоземную орбиту.