ORBITĀLAIS LIFTS.

Kosmiskā lifta koncepciju kā tievu torni, kas karājas debesīs centrbēdzes spēku iespaidā, izvirzīja jau Konstantīns Ciolkovskis savā aprakstā „Sapņi par Zemi un debesīm, un Vispasaules gravitācijas efekti” 1895. gadā. Padomju inženieris Jurijs Arcutanovs 1960. gadā attīstīja šo ideju, piedāvājot nolaist kabeli no orbitālās stacijas uz Zemi. Stacijai būtu jāgriežas ekvatora plaknē, ģeostacionārā orbītā, 36 tūkstošu kilometru augstumā. Vēl tālāk no Zemes būtu jāgriežas atsvaram, kas līdzsvarotu visu sistēmu ar centrbēdzes spēku. Kā atsvars varētu tikt izmantots asteroīds vai vēl masīvāka kosmiskā stacija, kas noderētu starpplanētu aparātu un kuģu palaišanai.

Šodien galvenais tehnoloģiskais šķērslis idejas realizēšanai ir pietiekoši stipru, maza blīvuma materiālu trūkums, no kā varētu izgatavotu trosi. Trosei būtu jāiztur: pašas masu, ģeostacionāro staciju un atsvaru. Bez tā visa, trosei ir jāiztur arī dinamiskās slodzes, kas saistītas ar kravu pārvietošanu, orbītas koriģēšanu, Koriolisa spēku, Saules gaismas spiedienu un Saules, Mēness un planētu gravitācijas spēku iedarbību. Teorētiski vajadzīgo stiprību varētu sasniegt ar oglekļa nanocaurulītēm, tomēr pašlaik nav radīta tehnoloģija, lai saražotu pietiekamas kvalitātes un garuma caurulītes.

Nākamais uzdevums, kas tuvinātu kosmiskā lifta realizāciju, ir – pacēlāja izstrāde. Tā kā kosmiskajā liftā netiek paredzēta vairāku kabeļu un trošu sistēma, kā tas ir parastā liftā, kosmosam ir vajadzīga kabīne, kas spētu pati kustēties augšā pa trosi. Enerģiju, lai paceltos, paredzēts padot pa pašu trosi vai ar lāzera stara palīdzību. Tādu pacēlāju iespējams izgatavot jau tagad, no 2006. gada dažādās valstīs notiek izstrādātāju konkursi. 2006-2010, gados tādus konkursus rīkoja ASv arī NASA, taču pēc tam par tiem zuda interese, tāpēc ka nebija progresa kosmiskās troses izgatavošanā. Konkursu dalībnieki konstruēja iekārtas, kas spēja kustēties ar ātrumu līdz 5 m/sek. Pēc tam kosmiskā lifta ideju pārtvēra Japāna, Vācija un Izraēla, kur arī koncentrējās uz lifta pacēlāja radīšanu. Japāņu celtniecības kompānija „Obayashi”, kas specializējas ēku, tiltu un tuneļu būvē, paredz, ka izstrādās kosmisko liftu līdz 2050. gadam.

Taču radīt trosi un pacēlāju – tas ir tikai puse no darba. Paliek vēl daudzas problēmas. Piemēram, nospriegotā trose, kas izvilkta kosmiskajā telpā, ir pārāk vājš mērķis kosmiskajiem atkritumiem. Tagad orbītā ap Zemi lido apmēram pusmiljons dažādu atkritumu fragmentu, izmērā virs 1 cm ar ātrumu 8 km/sek. Sadursme tādā ātrumā pat ar nelielu metālisku fragmentu ir vienlīdzīga sadursmei ar bruņas caursitošu lādiņu. Aprēķini rāda, ka, saglabājoties mūsdienu kosmisko atkritumu daudzumam, varbūtība sadursmei ar centimetra lieluma atlūzu trosei, kuras platums ir 5 cm, ir apmēram 1/1000 diennaktī, tas ir 1 reizi trīs gados. Nav izslēgtas arī terora akta briesmas: teroristu rīcībā ir parādījušies droni.

Nedrīkst aizmirst arī kosmisko radiāciju. Van Allena radiācijas joslu visspēcīgākā iedarbība no 1000 līdz 17000 km augstumā ir tieši ekvatora plaknē, kur nāktos pacelties liftam. Apakšējās, visbīstamākās, protonu joslas pārvarēšana ar ātrumu 100 m/sek. Aizņems 17 stundas. Salīdzinājumā, kuģi „Apollo”, kas lidoja uz Mēnesi, joslai izšāvās cauri ar ātrumu 10-11 km/sek. Mazāk nekā 10 minūšu laikā, cenšoties turēties tālāk no ekvatora plaknes, kas ir tuva radiācijas joslas epicentram.

Beigu beigās kosmiskā lifta galvenā problēma ir ekonomiskā lietderība. Pagaidām cilvēcei vienkārši nav vajadzīga tik intensīva kravas apmaiņa ar kosmosu, kas padarītu rentablu lifta kapitālo būvi – ar augstiem riskiem, milzīgām apkalpošanas izmaksām un nesaprotamu perspektīvu. Iespējams, ka cerības parādīsies tad, kad aktīvi sāksies derīgo izrakteņu ieguve uz asteroīdiem un Mēness, taču pagaidām cilvēcei šie resursi nav vajadzīgi – to pašu var iegūt arī uz Zemes.

LOFSTROMA CILPA.

Lielākā mērā hipotētisks ir transports, lai nogādātu orbītā kosmiskos aparātus, ir tā sauktā cilpa. Aparātus izmetīs kosmosā gredzenota trose, kas nemitīgi kustēsies magnētiskā laukā ar ātrumu 12-14 km/sek. Problēmas rada lielā energoietilpība un nepieciešamība nepārtraukti celt orbītā kravu.

Tomēr cilpai nav to trūkumu, kas piemīt kosmiskajam lielgabalam un kosmoliftam. Palaišanas cilpu ierosināja radīt 1981. gadā inženieris Keits Lofstroms. Šī ideja piedāvā izmantot tikai esošas un apgūtas tehnoloģijas, konkrēti elektromagnētisko levitāciju (maglevu), taču nepieciešams nemitīgi uzturēt dinamisko struktūru kustībā, lai saglabātu tās formu.

Paceļamās cilpas pamats ir gredzenots, lokans kabelis, kas novilkts starp divām stacijām uz Zemes, 2 tūkstošu km garumā. Kabelis atrodas piekārtā stāvoklī starp gredzenotiem magnētiem caurules iekšienē un griežas starp stacijām. Kabeļa griešanās inerces momenta rezultātā visai konstrukcijai būtu jāpaceļas gaisā 80 km augstumā. Atsaitēm vajadzētu loka daļu izveidot paralēli Zemes virsmai. Tādā veidā, iznāktu milzu arka, kas palīdzētu pacelt kravu no Zemes virsmas gandrīz kosmosa telpā, pa vadulām, kas arī būt būvētas pēc magleva principa, dodot tai paātrinājumu.

Neskatoties uz tehnoloģijas pieejamību, šis projekts ir vēl mazāk reāls, kā kosmiskais lielgabals un lifts. Problēma nav sākotnējās investīcijās – izstrādātājs aprēķinājis, ka pietiek ar 10 miljardiem dolāru, problēma ir struktūras uzturēšana darba stāvoklī. Šāda sistēma prasītu nepārtrauktu kravas plūsmu uz kosmosu un augstu drošību, kas nepieļautu ne sekundi dīkstāvei.

Alternatīvo līdzekļu kosmosa sasniegšanai ir piedāvāts daudz. Taču tie visi zaudē raķetēm, jo ir pārāk sarežģīti un reāli – nav vajadzīgi. Cilvēcei pagaidām nav vajadzīga nepārtraukta kravas plūsma simtiem tonnu svarā uz kosmosu vai no kosmosa, bet raķetes nav izsmēlušas savus izmaksu samazināšanas resursus.

 [1] - par kulmaniem vēsturiski tika saukti rasējamie dēļi. Pēc vienas populāras to ražotājfirmas nosaukuma.