КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ (Space Elevator)
- Спокойно, не спеша и не суетясь, займут пассажиры места в герметичных вагонах космического поезда... Электровоз даст последний гудок, медленно наберет скорость и помчится в переплетении ажурных нитей вертикально вверх. Вот остался позади первый слой облаков. Все растет скорость движения... Сверкают на черном бархатом небе Космоса немигающие звезды...
- Ю. Арцутанов. «В космос — на электровозе», газета «Комсомолка» от 31 июля 1960 года

Каждый из нас ежедневно пользуется лифтом для подъема на 5, 10, 20, а иногда на 50 этаж, или даже на телебашню. Как же высоко можно подняться на лифте и можно ли создать лифт, способный перенести нас за пределы стратосферы в космос? Оказывается, теоретических преград для этого нет, а сама идея создания космического лифта была предложена К.Э. Циолковским еще в 1895 г., когда он впервые увидел Эйфелеву башню в Париже. По замыслу Циолковского, лифт должен подниматься по тросу, соединяющему поверхность планеты с геостационарной орбитальной станцией. Согласно оценкам, такой способ подъема грузов в перспективе окажется на порядок дешевле использования ракетносителей. В настоящий момент современная ракетная техника требует затрат в 30-40 тысяч долларов США для подъема каждого килограмма груза на орбиту, тогда как прогнозируемая оценка стоимости услуг космического лифта составляет лишь 1000 долларов США. Само же создание лифта оценивают в 10 млрд долларов США.
Что же общего между космическим лифтом и современными нанотехнологиями?

Из какого материала сделать трос?
Подставив в расчетную формулу плотность и прочность, например, стали, и взяв диаметр троса у поверхности Земли
в 1 см, мы получим диаметр на уровне геостационарной орбиты, равный нескольким сотням километров! Таким образом, сталь, кевлар и другие традиционные высокопрочные
материалы непригодны для строительства такого лифта. Его реальная реализация возможна только при условии разработки новых высокотехнологических материалов, у
которых прочность на разрыв составляет более 100 ГПа, а плотность не превышает 2000 кг/м3. Казалось бы, совершенно немыслимые требования? Но именно таких свойств
исследователи ожидают от идеальных «одностенных углеродных нанотрубок» (ОСНТ). Согласно теоретическим оценкам, их прочность может достигать прочности графитового листа
(до 1 ТПа) при плотности ~1700кг/м3. В настоящий момент уже получены одностенные нанотрубки с прочностью на разрыв ~60 ГПа. Но не стоит забывать, что 60 ГПа — это
прочность отдельной углеродной нанотрубки, длина которой составляет лишь сотни микрон. Чтобы использовать нанотрубки в качестве материала троса, необходимо сначала
«свить» из них жгуты, что приведет к значительному уменьшению прочности.
Именно с появлением нанотрубок NASA был разработан проект по созданию комического лифта, а уже в 2006 году выпущен отчет, согласно которому трос из углеродных нанотрубок сможет выдержать свою массу при диаметре всего в несколько сантиметров. Быстрые темпы развития нанотехнологий привели к тому, что уже сегодня изготовление жгутов из ОСНТ не является невыполнимой задачей и может производиться в достаточных для постройки космического лифта масштабах (см. рис. 1). Работы по созданию космического лифта, включая разработку подъемника, способного самостоятельно двигаться по тросу, проводятся компанией HighLift Systems при поддержке NASA, а частная компания Liftport Inc. пытается самостоятельно достичь той же цели к 2031 году. И уже сегодня Вы можете приобрести первый билет на лифт, поднимающий Вас к самой высокой точке планеты.
Посмотрите, как это может произойти...