Пока единственным способом вывода грузов на орбиту будут ракеты-носители, космонавтика будет затратным делом. Ракетная техника имеет жесткие ограничения на объем выводимого груза.

В настоящее время разработано всего несколько теоретически альтернативных проектов по выводу грузов на орбиту...

Проект — орбитальный лифт.

Этот проект родился в СССР, и был предложен ленинградским инженером Ю.Н. Арцутановым в 1960 году. В кратком описании, это подъемник длиной порядка 400 км, нижний конец которого закреплен в районе экватора Земли, а верхний соединен с орбитальной станцией.

Проблема строительства орбитального лифта упиралась в непрочность материалов, плохо выдерживающих вертикальные нагрузки. Автор проекта предлагал в качестве основы материала монокристаллы алмаза («алмазные усы»), но от них потом отказались. Появление наноматериалов, которые обещали получать материалы с высокой прочностью, снова возродил проект орбитального лифта. В 2003 году НАСА анонсировало реализацию до 2060 года строительства орбитального лифта.

Орбитальный лифт решил бы проблему заброски на орбиту большого количества грузов по сходной цене и открыл бы возможности для куда более масштабных научных экспедиций вглубь космоса.

Арцутанов предложил закрепить один конец такой “веревки” на земном экваторе, а ко второму концу, находящемуся далеко за пределами планетной атмосферы — подвесить уравновешивающий массу “пращи” груз. При достаточной длине “веревки” центробежная сила превысила бы силу притяжения и не позволила грузу упасть на Землю. Из приведенных Арцутановым расчетов следует, что сила притяжения и центробежная сила оказываются равны на высоте около 42 000 километров. Равная нулю равнодействующая этих сил надежно закрепляет “камень” в зените.

Инженер-конструктор, разрешите доложить: канатная дорога в космос проложена! Теперь герметичные фуникулерчики и электровозы побегут по “переплетениям ажурных нитей” вертикально вверх — к орбите. Плавное наращивание скорости и плавное же торможение помогут избежать перегрузок, характерных для отрыва ракеты. После нескольких часов путешествия со скоростью 10-20 километров в секунду последует первая остановка — в точке равновесия сил, где раскинувшаяся в невесомости перевалочная станция откроет гостям двери молочных баров, ресторанчиков, комнат отдыха — и замечательный вид на Землю из иллюминаторов Колеса Обозрения.

После остановки электровоз-фуникулер не только сможет двигаться без затрат энергии, так как его будет отбрасывать от Земли центробежная сила, но и, вдобавок, генерировать двигателем, переключенным в режим динамо-машины, необходимое для возвращения электричество.

Вторую — и конечную — остановку предлагалось сделать на расстоянии 60 000 километров от Земли, где равнодействующая сил сравняется с силой тяжести на земной поверхности и позволит создать на “конечной станции” искусственную гравитацию. Здесь же, на краю длиннейшей канатной дороги, будет располагаться настоящий орбитальный космодром. Он, как и полагается праще, станет разбрасывать по Солнечной системе космические корабли, придавая им солидную скорость и назначая напрямую зависящую от времени суток траекторию.

Не желая ограничиваться примитивным канатом, Юрий Арцутанов навешал на него гелиоэлектростанций, перерабатывающих солнечную энергию в электрический ток, и соленоидов, генерирующих электромагнитное поле. В этом поле, подобно снаряду так и не пристрелянной экспериментальной пушки, должен двигаться пресловутый электровоз.

Теперь попробуем оценить вес такого магнитодорожного полотна, учитывая протяженность в 60 000 километров... Сколько получается — сотни миллионов тонн? Гораздо больше. Не одна тысяча вьючных ракет потребуется, чтобы отбуксировать эту тяжесть к орбите! Это дает нам полное право маркировать миссию грифом “невыполнимо”.

Однако ученый подкинул нам верную идею: лифт не обязательно строить снизу вверх, как огромную циклопическую башню, — достаточно запустить на геостационарную орбиту искусственный спутник, с которого будет спущена первая нить. В сечении эта нить окажется тоньше человеческого волоса, так, чтобы вес ее не превосходил тысячу тонн — вполне оптимистичная цифра, если вспомнить, сколько стоит один такой килограмм. После того как свободный конец нити закрепят на земной поверхности, сверху вниз по нити побежит “паук” — легкое устройство, плетущее вторую, параллельную нить. “Паук” будет работать до тех пор, пока канат не станет достаточно толстым, чтобы выдержать электровоз, электромагнитное полотно, гелиоэлектростанции и молочные бары.