53VМеждународная научно-практическая конференция
6. Visual C++ Cross-Platform Mobile - [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.visualstudio.com/en-us/features/cplusplus-mdd-vs.aspx (Дата обращения: 28.03.2021).
УДК 620.3, 629.7
Долгополов Константин Александрович, Dolgopolov Konstantin Alexandrovich,
магистрант Master's student ФГБОУ ВО «Поволжский государственный технологический университет» Андрианов Денис Юрьевич, Denis Yuryevich Andrianov оператор научной роты Военный инновационный технополис «ЭРА» , Research Company Operator, Volga State University of Technology Military innovation Technopolis "ERA»
ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК В КОСМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
PROSPECTS OF APPLICATION OF CARBON NANOTUBES
IN SPACE INDUSTRY
Аннотация, в данной статье рассматриваются перспективы углеродных нанотрубок, на основе которых возможно строительство в космосе. Космический лифт является одним из таких проектов, который позволит намного снизить затраты на посылку грузов в космос.
Ключевые слова, углеродные нанотрубки, космическая промышленность, строительство, космический отель, транспортировка.
VМеждународная научно-практическая конференция
Abstract. This article discusses the prospects for carbon nanotubes, on the basis of which construction in space is possible. The space elevator is one such project that will greatly reduce the cost of sending cargo into space.
Key words. carbon nanotubes, space industry, construction, space hotel, transportation.
Углеродные нанотрубки по своей структуре занимают положение между графитами и фуллеренами, однако не имеют ничего общего с указанными структурами. Благодаря высокой прочности связи и плотности упаковки атомов, практически отсутствующим дефектам в структуре, нанотрубки имеют уникальные физико-химические свойства. (рис.1.)
Рис.1. Углеродная нанотрубка
Благодаря высокой прочности связи и высокой плотности упаковки атомов, практически отсутствием дефектов в структуре, нанотрубки имеют уникальные физико-химические и физические свойства. [1]
Плотность однослойных углеродистых нанотрубок превышает плотность стали более чем в 5 раз, прочность практически в 20 раз. Отсюда следует, что удельная прочность более чем в 100 раз выше, чем у стали. Просто огромные показатели.
Например, добавка лишь 10-12 процентов многослойных углеродных нанотрубок к полипропилену приводит к удвоению его прочности на разрыв.
VМеждународная научно-практическая конференция Если мы в алюминий помещаем 5 % нанотрубок (по массе), то этот
армированный алюминий станет прочнее в 2 раза, получится композиционный
наноматериал.
Возникает одна из самых заманчивых перспектив для космической промышленности - создание космических лифтов (рис.2.), способных осуществлять транспортировку грузов на космические станции. Нить из углеродных нанотрубок диаметром 1 мм позволяет поднять наверх на огромное расстояние груз массой в 20 тонн. Любой трос под действием собственного веса порвется. А если этот трос изготовить из нанотрубок толщиной 1 мм, то он спокойно может поднять 20 тонн и не порвется под действием собственного веса. Подобные эксперименты ведутся в лабораториях NASA.
Рис. 2
Идея космического лифта очень проста: тонкий трос закрепляется где-нибудь на экваторе земли, а на другом его конце, в космосе, помещается противовес, например орбитальная станция. С началом работы лифтов сильно упростятся путешествия к Луне и другим планетам - космический корабль с поверхности Земли можно будет поднять на лифте, а в космосе он отсоединится и отправится в свободный полет. Кстати, после постройки на Луне или Марсе аналогичного подъемника космические челноки смогут и причаливать к лифтам этих планет. [2]
VМеждународная научно-практическая конференция Говоря о полетах на Марс, нельзя не упомянуть об Илоне Маске. Предполагается, что трансфер до многофункционального космического отеля организует компания SpaceX- сначала будет доставлять тяжелыми ракетами Falcon 9, а потом и кораблями Starship, на которых и до Марса можно добраться - в местные отели. И конечно же должен использоваться космический лифт для перемещения между ними.
Предположительно, космический лифт позволит намного снизить затраты на посылку грузов в космос. Строительство космических лифтов обойдётся дорого, но их операционные расходы невелики, поэтому их разумнее всего использовать в течение длительного времени для очень больших объёмов груза. В настоящее время рынок запуска грузов недостаточно велик, чтобы оправдать строительство лифта, но резкое уменьшение цены должно привести к расширению рынка. Пока ещё нет ответа на вопрос, вернёт ли космический лифт вложенные в него деньги или лучше будет вложить их в дальнейшее развитие ракетной техники. Однако лифт может быть гибридным проектом и помимо функции доставки груза на орбиту оставаться базой для других научно-исследовательских и коммерческих программ, не связанных с транспортом (при использовании исследовательской станции в качестве противовеса). [3]
Так же благодаря таким космическим лифтам появится возможность строительства космических отелей (рис.3).
Рис.3. Космический отель
VМеждународная научно-практическая конференция
Orbital Assembly Corporation заявила, что в 2025 году начнет строительство
первого в истории космического отеля — станции Voyager. Она будет находиться на низкой околоземной орбите.
Станция будет иметь форму кольца и вращаться для создания искусственной гравитации. В капсулах будут располагаться номера для 400 туристов, кинотеатры, бары и рестораны с видом на Землю, спа-центр, тренажерный зал. [4]
Модули станции также планируют продать правительствам разных стран, космическим агентствам и арендаторам, желающим иметь собственную виллу на орбите.
Итак, нанотрубки повлияют очень сильно на космическую промышленность. Станет доступен туризм, перевозка грузов, не используя ракеты. Сейчас получить нанотрубки можно, но их получают около тонны во всем мире, в основном это Япония и США, в России еще не так развита эта инфраструктура
Библиографический список:
1. Наноструктурные волокнистые высокомолекулярные материалы [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: https://moodle.kstu.ru /pluginfile.php/ 216034/mod_resource/content/ (112.04.2021)
2. Космический лифт: перспективы и возможности [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: https://apeter.com/kosmicheskij-lift-perspektivy-i-vozmozhnosti/ (11.04.2021)
3. Космический лифт [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Космический_лифт (10.04.2021)
4. Космический отель [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: https://knife.media/voyager-station/ (10.04.2021)
