Международный консорциум выбрал графен главным кандидатом для троса космического лифта длиной 100 тысяч км. Инженеры рассматривают материал из углерода как основу конструкции, которая свяжет экватор Земли с противовесом на орбите. При этом сама идея появилась больше 60 лет назад, а технология до сих пор не вышла из лабораторий.
Графен — это двумерный слой углерода толщиной в один атом. Прочность на разрыв у него в 200 раз выше, чем у стали при той же массе. Электропроводность превышает медную в миллион раз. Именно эти свойства делают его главным кандидатом для троса, который должен выдержать колоссальные нагрузки и при этом не порваться под собственным весом.
Лифт планируют протянуть от платформы на экваторе через геостационарную орбиту к противовесу на высоте около 100 тыс. км. По тросу будут двигаться специальные кабины — лифты, которые доставят грузы и людей на орбиту без ракет. Стоимость запуска при таком способе может упасть в сотни раз: один килограмм полезного груза вместо десятков тысяч долларов обойдётся в несколько сотен.
Однако главная проблема остаётся нерешённой. Существующие образцы графена получают размером в несколько сантиметров. Для троса длиной 100 тыс. км нужны нити непрерывной длины, которые никому пока не удалось произвести. К тому же любые дефекты на молекулярном уровне снижают прочность в десятки раз — а поднять на орбиту нужно идеальный материал.
При этом альтернативы пока проигрывают графену по совокупности характеристик. Углеродные нанотрубки близки по свойствам, однако их производство обходится ещё дороже. Сверхвысокомолекулярный полиэтилен лёгкий, но уступает по прочности. А традиционная сталь просто слишком тяжёлая для такой конструкции: трос из неё оборвётся под собственным весом задолго до выхода на орбиту.
И вот что интересно: даже при идеальном материале лифт столкнётся с микрометеоритами и космическим мусором. Миллиметровый осколок на скорости 10 км/с пробивает почти любую защиту. Инженеры рассматривают вариант с самовосстанавливающимся покрытием — но это ещё одна нерешённая задача, которая отодвигает запуск проекта как минимум на десятилетия.
Если вы следите за новостями науки и хотите разобраться, какие технологии реально работают, а какие остаются на уровне концептов, разложить по полочкам поможет нейросеть AiGENDA — соберёт ключевые факты и объяснит, что из этого стоит ждать в ближайшие годы. Первый запрос — абсолютно бесплатно. Если пригодится, сами выберете удобный тариф.
