Космічний ліфт на Церері: фантастика чи майбутнє колонізації Сонячної системи? Хоча на сьогодні у нас немає технологій, які зробили б космічний ліфт реальністю на Землі, це не означає, що подібна ідея не може бути втілена на інших небесних тілах у межах Сонячної системи. Одне з найцікавіших місць для такої конструкції — це Церера, королева Пояса астероїдів, яка може стати одним із найважливіших джерел ресурсів для розширення людства в космос.
У новій науковій праці, підготовленій дослідниками з Університету Колорадо в Колорадо-Спрінгс та компанії Industrial CNT (виробника вуглецевих нанотрубок — одного з потенційних матеріалів для космічного ліфта), детально розглядається, наскільки корисним може бути такий ліфт.
Церера — водна скарбниця
За даними зонда Dawn, Церера приблизно на 25% складається з води. І хоча вода є необхідною для підтримки життя, вона також може бути паливом для різних двигунних систем. Деякі супутники вже використовують воду як єдине джерело тяги, а інші — розщеплюють її на водень та кисень через електроліз, щоб отримати реактивний ресурс. Однак, щоб дістати цю воду з гравітаційного колодязя Церери (який, щоправда, набагато слабший за земний), інженерам потрібно вирішити задачу виведення матеріалів на орбіту. І тут на допомогу приходить концепція космічного ліфта.
Як може працювати космічний ліфт на Церері?
У статті описується космічний ліфт довжиною 30 000 км — це понад 30 діаметрів самої Церери. Така структура, виготовлена з сучасних вуглецевих нанотрубок, може піднімати вантажі масою до 6 534 кг до орбітальної станції на верхівці троса.
Завдяки обертанню Церери (яке відбувається раз на 9 годин), ця станція може “викидати” вантажі в космос із мінімальними витратами енергії. В результаті:
- енергозатрати на відправку вантажу на Землю зменшуються на ≈60%;
- економія палива — до 15%.
Де взяти енергію для запуску?
Частину палива можна добувати безпосередньо на Церері. Дослідники проаналізували різні водозалежні двигунні системи та дійшли висновку, що найефективнішими є мікрохвильові електротермічні рушії (MET) зі специфічним імпульсом до 800 секунд. Альтернативою є система, що використовує електроліз води з подальшим згорянням водню та кисню.
Але для електролізу потрібна енергія — і це одна з головних проблем. Церера розташована далеко в Поясі астероїдів, і сонячного світла там набагато менше. Розглядаються варіанти живлення:
- Стірлінгові двигуни;
- Радіоізотопні термоелектричні генератори (RTG).
Однак потрібно буде багато джерел живлення, щоб забезпечити масштабну інфраструктуру.
Проблема зв’язку та автономності
Ще одне ускладнення — це затримка зв’язку. Оскільки Церера знаходиться за орбітою Марса, час затримки сигналу до Землі становить у середньому 25 хвилин в один бік. Це робить ручне управління з Землі практично неможливим. Тому будь-яке велике будівництво на Церері — зокрема космічний ліфт — потребуватиме високого рівня автономності та ШІ-контролю.
Чому це важливо для майбутнього людства?
Хоча будівництво такого ліфта — неймовірно складне інженерне завдання, воно має потенціал:
- зробити видобуток ресурсів у космосі економічно вигідним;
- забезпечити паливом міжпланетні місії;
- знизити вартість транспортування вантажів з глибокого космосу.
Експерти в галузі космічного розвитку з ентузіазмом обговорюють потенційні переваги використання ресурсів Церери. Якщо колонізація Сонячної системи стане реальністю, Церера може перетворитися на ключову космічну базу, а космічний ліфт — на її головну артерію.
У майбутньому інженери, що плануватимуть місії на Цереру, напевно знову і знову повертатимуться до цієї наукової праці — як до плану можливої великої перебудови людської цивілізації в космосі.