Графен приближает идею космического лифта

08.09.2026

Вывод грузов за пределы Земли сегодня остается сложным и дорогостоящим процессом: каждый запуск требует огромного количества топлива, а значительная часть конструкции ракеты используется всего один раз. Поэтому идея космического лифта, возникшая еще много десятилетий назад, продолжает привлекать внимание инженеров и исследователей. Вместо множества отдельных ракетных стартов предлагается создать постоянную транспортную систему между Землей и космосом, по которой грузы перемещались бы с помощью электричества. Последние достижения в производстве поликристаллического графена вновь заставили специалистов обсуждать эту концепцию не только как фантастическую идею, но и как потенциальный инженерный проект.

Основным элементом будущего сооружения должен стать сверхпрочный трос. Согласно концепции Международного консорциума космического лифта (ISEC), он должен начинаться у экватора и простираться примерно на 100 000 километров в космос, значительно дальше геостационарной орбиты. На внешнем конце конструкции предполагается разместить противовес, благодаря которому трос будет постоянно находиться под натяжением. По нему смогут перемещаться специальные аппараты-клаймеры, доставляя на орбиту грузы, оборудование и впоследствии людей. В районе геостационарной орбиты, расположенной примерно в 22 000 милях от поверхности Земли, вращение планеты будет играть важную роль в дальнейшей транспортировке грузов.

Главной проблемой проекта долгие годы оставалось создание материала, одновременно исключительно прочного, легкого, гибкого и пригодного для производства в гигантских масштабах. Обычные конструкционные материалы, включая сталь, не способны выдержать нагрузки, возникающие в подобной системе. Одним из наиболее перспективных кандидатов специалисты давно считают графен - материал, состоящий из атомов углерода, соединенных в структуру толщиной в один атом. Теперь внимание разработчиков особенно привлек его поликристаллический вариант, поскольку современные технологии позволяют формировать из множества кристаллических областей значительно более крупные структуры.

Существенный результат в этом направлении, согласно опубликованным данным, получили инженеры из Южной Кореи. Им удалось создать образец поликристаллического графена длиной 1000 метров и шириной 0,5 метра. Такой масштаб пока нельзя сравнивать с размерами материала, необходимого для космического лифта, однако сам факт его производства показывает, что исследователи постепенно решают одну из важнейших задач - переходят от небольших лабораторных образцов к более крупным конструкциям. Президент ISEC Пит Сван считает, что разработка материала продвинулась значительно быстрее, чем еще полгода назад.

Если подобная система когда-нибудь будет построена, она сможет существенно изменить экономику космических перевозок. Клаймеры будут подниматься по тросу с помощью электрической энергии, а не химического топлива. По замыслу сторонников проекта, это позволит превратить доставку грузов в регулярную транспортную услугу, сравнимую с постоянным мостом между Землей и космосом. По оценкам ISEC, груз, отправленный с верхней части конструкции, сможет достичь Луны примерно за 14 часов, тогда как современные космические миссии обычно требуют нескольких дней. Полеты к Марсу теоретически могут занимать от 61 до 120 дней в зависимости от взаимного расположения планет.

Однако до строительства такого сооружения еще очень далеко. Одной из серьезнейших угроз остается космический мусор, особенно объекты, движущиеся на больших скоростях в области низких околоземных орбит. Повреждение троса может привести к катастрофическим последствиям, поэтому Пит Сван предлагает рассматривать резервные тросы и дополнительные системы защиты. Не менее сложными задачами станут организация движения спутников вблизи конструкции и поиск необходимых финансовых ресурсов. Профессор экономики космоса Армен Папазян из Американского университета в Дубае отмечает, что даже при немедленном начале строительства и наличии инвесторов на реализацию проекта может потребоваться от десяти до двадцати лет. ISEC оценивает стоимость первоначальной роботизированной версии примерно в 15 миллиардов долларов.

Впрочем, создатели концепции не рассчитывают сразу перевозить людей. Первые десять лет, по мнению ISEC, система должна преимущественно заниматься логистикой - доставлять оборудование и материалы на орбиту. По мере развития лунных поселений и расширения марсианских миссий предполагается организовать двустороннее движение грузов, а перевозка людей может начаться примерно через 15-20 лет после ввода системы в эксплуатацию. В дальнейшем космический лифт, по оценкам консорциума, потенциально сможет выводить до 30 000 метрических тонн грузов в год, обеспечивая строительство лунной и марсианской инфраструктуры и даже будущие проекты по добыче ресурсов на астероидах.

Космический лифт пока остается проектом далекого будущего, но развитие материаловедения постепенно меняет отношение к его осуществимости. Идея, десятилетиями существовавшая преимущественно на страницах научной фантастики, теперь получает новые инженерные аргументы благодаря успехам в производстве сверхпрочных углеродных материалов. Еще в 1979 году Артур Кларк в романе "Фонтаны рая" представил собственное видение космического лифта и пошутил, что его построят примерно через пятьдесят лет после того, как все перестанут над ним смеяться. До практической реализации этой идеи человечеству по-прежнему предстоит решить множество фундаментальных проблем, однако поликристаллический графен способен стать одним из тех технологических достижений, которые превратят давнюю фантазию в предмет серьезного инженерного обсуждения.

<< Назад: Горячие напитки высвобождают миллионы частиц пластика 08.09.2026

>> Вперед: Робот Bean-Bot без моторов и программирования 07.09.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Глюкозамин и когнитивные нарушения 16.10.2026

С возрастом нарушения памяти и мышления становятся все более распространенной проблемой, однако причины того, почему у одних людей легкие когнитивные изменения остаются стабильными, а у других со временем перерастают в деменцию, до сих пор изучены не полностью. Новая работа исследователей Университета Флориды в США указывает на возможную связь одного из широко используемых пищевых добавок с таким переходом. Речь идет о глюкозамине, который обычно принимают для уменьшения дискомфорта в суставах и поддержания их здоровья. Специалисты проанализировали обезличенные медицинские записи UF Health, охватывающие период с 2012 по 2024 год. С помощью искусственного интеллекта они изучили информацию о пациентах с болезнью Альцгеймера и другими связанными с ней деменциями, а также о людях с легкими когнитивными нарушениями. Последние характеризуются заметными проблемами с памятью или мышлением, которые уже выходят за рамки обычных возрастных изменений, но при этом еще не обязательно существенно ...>>

Звук на квантовом уровне меняется скачками, а не постепенно 16.10.2026

В привычном мире звуковые колебания затухают постепенно: струна после щипка вибрирует все слабее, а звон постепенно превращается в тишину. На уровне квантовой физики картина оказывается совершенно иной. Здесь энергия звука существует отдельными порциями, и переход между состояниями может происходить скачкообразно. Исследователи из Стэнфордского университета впервые смогли непосредственно наблюдать такой процесс в реальном времени, зафиксировав квантовые скачки отдельных звуковых частиц. Речь идет о фононах - квантовых порциях механических колебаний, которые можно рассматривать как своеобразный аналог фотонов для звуковых волн. В макроскопическом мире энергия вибрации может уменьшаться практически непрерывно, однако на квантовом уровне такое описание перестает работать. Энергетическое состояние системы изменяется дискретно, переходя с одного уровня на другой. Результаты стэнфордского эксперимента были опубликованы в журнале Science. Чтобы зафиксировать столь быстрый и чувствительн ...>>

Мизофония может иметь выраженную генетическую основу 15.10.2026

Для большинства людей звук жевания, дыхания или сопения остается практически незаметной частью повседневной жизни. Однако у людей с мизофонией такие совершенно обычные звуки способны вызывать мгновенную и крайне сильную негативную реакцию. Причины этого состояния до сих пор изучены недостаточно, однако новое исследование указывает на важную роль наследственности. Полученные данные свидетельствуют о том, что предрасположенность к мизофонии может иметь глубокую генетическую основу. Исследованием занималась команда Медицинской школы Йельского университета, сосредоточившая внимание на семейной истории людей с этим расстройством. В отличие от ряда предыдущих работ, проводившихся преимущественно с помощью дистанционных опросов, на этот раз специалисты непосредственно обследовали 101 человека с мизофонией и членов их семей. Такой подход позволил исследователям оценить не только распространенность состояния среди родственников, но и возможные связи с другими особенностями психического здоро ...>>

Запись магнитных данных с помощью сверхбыстрых лазерных импульсов 15.10.2026

Системы хранения данных постоянно сталкиваются с необходимостью одновременно увеличивать скорость записи, плотность информации и энергоэффективность. Один из возможных путей решения этой задачи связан с использованием света для управления магнитными состояниями материала. Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали метод, в котором специально сформированные лазерные импульсы позволяют изменять направление намагниченности, открывая перспективу создания более быстрых и компактных магнитных устройств памяти. Главное отличие нового подхода заключается в том, что исследователи управляют не составом магнитного материала, а характеристиками самого лазерного излучения. Ультрабыстрый лазер концентрирует энергию на микроскопическом участке поверхности. Когда диаметр светового пятна становится меньше 1,36 мкм, специалистам удается переключать направление намагниченности независимо от спиральности света, то есть направления вращения его поляризации. Это позволяет отказаться от ...>>

Биокаталитический способ получения хиральных оксазолидинонов 14.10.2026

Химия все чаще обращается к биологическим молекулам, чтобы сделать синтез сложных веществ более точным и эффективным. Особенно важны такие технологии при создании соединений, у которых одинаковый химический состав может сопровождаться разным пространственным расположением атомов и, следовательно, различными свойствами. Исследователи из Калифорнийского технологического института и Университета Питтсбурга предложили новый биокаталитический подход, позволяющий получать хиральные оксазолидиноны непосредственно из простых неактивированных алкенов. В основе предложенного метода лежит последовательность из двух реакций - азиридинирования и последующего расширения цикла. Этот каскад запускается с помощью гемопротеина, который выполняет функцию катализатора и позволяет направлять химическое превращение в нужную сторону. В результате из относительно простого исходного соединения формируется более сложная циклическая структура с заданной пространственной конфигурацией. Особенно существенным ...>>

Случайная новость из Архива Диагностика депрессии по глазам 11.10.2024 Ученые из Стивенсского технологического института (США) разрабатывают инновационные системы на базе искусственного интеллекта (ИИ), способные выявлять признаки депрессии с помощью анализа изображений глаз, сделанных с помощью обычных смартфонов. Эти исследования открывают новые перспективы в области диагностики психических расстройств, используя доступные и повседневные устройства. Профессор Санг Вон Бэ и его команда создали программу под названием PupilSense, которая анализирует зрачки пользователей. Программа измеряет диаметр зрачков и связывает их изменения с депрессивными состояниями. Известно, что зрачки человека могут реагировать на эмоциональные и психические состояния, и с помощью этих реакций можно оценивать состояние психического здоровья. Программа PupilSense анализирует снимки, сделанные с помощью камеры смартфона, и показала 76%-ную точность в выявлении депрессивных эпизодов. Этот результат превосходит другие существующие системы, такие как AWARE, которые используют иные параметры для анализа психоэмоционального состояния человека. Помимо анализа зрачков, команда ученых разработала еще одну программу - FacePsy, которая анализирует мимику и движение головы. Исследования показали, что определенные особенности в поведении, такие как меньшее количество мимических движений утром или повышенная активность головы, могут быть индикаторами депрессивных расстройств. Разработка таких приложений, как PupilSense и FacePsy, является важным шагом в области доступной диагностики психических заболеваний. С помощью этих технологий можно выявлять депрессию на ранних стадиях, что позволяет своевременно обратиться за медицинской помощью и начать лечение. В отличие от традиционных методов диагностики, которые требуют посещения специалиста и проведения сложных тестов, данные системы могут использоваться в домашних условиях. Одним из ключевых преимуществ этой технологии является ее доступность. Для использования достаточно смартфона с камерой, что делает ее потенциально применимой для миллионов людей по всему миру. Учитывая, что депрессия является одной из наиболее распространенных психических проблем, возможность раннего ее выявления может существенно повлиять на качество жизни множества людей. На текущем этапе разработки исследователи продолжают совершенствовать свои технологии, чтобы добиться еще большей точности и расширить функционал программ. В перспективе они планируют внедрить эти системы в медицинскую практику, что сделает диагностику депрессии еще более простой и доступной. Использование ИИ для диагностики депрессии по глазам и мимике открывает новые возможности в области психиатрии и профилактики психических заболеваний. Разработки Санг Вон Бэ и его команды могут изменить подход к мониторингу психического здоровья, сделав его более эффективным и массово доступным.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026