August 6th, 2019

Космический лифт

Ныне даже в учебниках стало популярным строить прожекты Космического Лифта. Вот, мол, возьмем такую трубу от Земли до неба (или до Луны), и будем по ней гелий-3 качать да ядрену энергию получать! Главное, говорят, чтобы свой вес выдержал. Но у нас есть супер-углеродистое волокно, в 100500 раз тоньше паутины, а целый танк "Армата" поднять можно!

Мне вот интересно, авторы в курсе, что Земля вертится? То есть, ежели вот так эту цепь, пардон, волокно с Луны спустить, то она на землю-матушку наматываться станет, ибо Луна за 27,3 суток оборот делает, а Земля - за одни.

Что говорите? На геостационарую орбиту лифт запустим, там тоже одни сутки? На этой орбите, положим, да. А всех прочих вплоть до самой поверхности Земли? Открою страшную тайну - нет. Вот вообразите себе не цепь, а отдельные колечки её, расположные вертикально от Земли до геостационарной орбиты. Куда они полетят? Если в начальный момент вся конструкция имеет угловую скорость вращения Земли, а кольца выстроены в прямую линию, то уже через мгновение линия будет не прямая. Каждое колечко пойдет по своей собственной орбите, определяемой положением и скоростью кольца в начальный момент. Очень скоро кольца разлетятся так далеко, что ни про какую цепь говорить не придется.

Теперь соединим кольца между собой. Кроме силы тяжести на каждое кольцо будут действовать силы упругости со стороны соседних колец. Для описания движения колец и цепи в целом это нужно учесть. И вот уже вместо школьного понятия "собственный вес" замаячила начально-краевая задача для некоего дифференциально уравнения. Что-то никто из пропагандистов лифта такой задачей не трясет и решения не показывает. А жаль. Потому что без этого решения все проекты "космического лифта" очень похожи на задачу сложить слово "вечность" из букв "ж", "о", "п" и "а".

Оригинал этого сообщения находится здесь.