Через три года будет построено первое сооружение высотой выше километра – космос становится ближе

za_neptunie — 17.08.2015

    Статус строительства на 6 августа 2015 года. Источник.

     В прошлых заметках шла речь о развитие технологии воздушного старта, которая может удешевить полеты в космос. В тоже время существует другой путь: создание космодромов на вершинах очень высоких башен. При всей фантастичности такого сценария о его ненулевой вероятности говорит бурное развитие технологий высотного строительства в последние столетия. Это бум продолжается и в наши дни. Рекорд всемирно известной башни Бурдж-Халифа сможет продержаться лишь 10 лет, в 2013 году на берегу Красного моря начало сооружение первого километрового небоскреба – Королевской башни (Kingdom Tower).


      Первоначально планировалось, что высота небоскреба должна составить 1 милю (1.6 километров), однако исследование грунта планируемого места сооружения показало, что это невозможно. В этом месте нет прочного скального основания, оно представляет собой пористые отложения древних кораллов. По этой причине для устойчивости небоскреба пришлось забить 270 свай на глубину в 110 метров. Глубина бетонного фундамента составляет 90 метров, его площадь равна 7500 квадратных метров. Такой массивный фундамент должен выдержать вес здания в 900 тысяч тонн (из них 80 тысяч тонн представляют собой стальные конструкции). Стоимость проекта составляет 20 миллиардов долларов. Несмотря на обвальное падение нефтяных цен в последний год, регулярные снимки с места стройки показывают, что небоскреб продолжают быстро возводить. Это позволяет предположить, что он будет завершен к 2018 году, как сейчас и планируется. Так должен выглядеть этот исполин после постройки:



    Вероятно, и этот небоскреб недолго будет держать пальму первенства, и тем самым даст стимул к сооружению ещё более высоких сооружений. Современные технологии позволяют построить монолитные сооружения высотой до 2 км. И это не предел максимально возможной высоты искусственного сооружения.

    Ещё более высокими можно сделать сооружения, состоящие в основном из металлических конструкций, наподобие Эйфелевой башни. К примеру, в Японии начиная с 60х годов 20 века, активно обсуждается проект 4-километрового небоскреба. Ширина основания этой башни должна достигать 6 км, общий вес конструкции около 3 миллионов тонн.



     По оценкам стоимость возведения подобной башни должна была бы составить 300-900 миллиардов долларов. Теоретически её можно возвести за 8 лет.




    По таким же расчетам, чтобы создать подобную башню высотой с Эверест понадобится основание площадью в 4,1 тысячи квадратных километров. Это всего лишь в 2 раза больше площади Москвы. И даже такая высота не является пределом для современных технологий. Дело в том, что современные небоскребы (вроде Бурджа-Халифа) на 85% состоят из воздуха. Тем самым высочайшие сооружения созданные человечеством при помощи современных технологий могут превосходить самые высокие горы на Земле почти в 7 раз. Это означает теоретическую возможность создания башни высотой в 60 км!

     Естественно такое сооружение придется строить на месте с минимальной сейсмической активностью (в центре древних стабильных тектонических плит). Оно будет стоить триллионы долларов, но в тоже время позволит очень значительно упросить выход в космос.

     Высоту башни можно сделать ещё выше, в случае ещё большего увеличения содержания в ней воздуха. Проще говоря, сделать её надувной. Расчеты показывают, что башня, состоящая из надувных элементов может достигнуть высоты в 200 км. Уменьшенная версия такой башни в 15 км будет весить 800 тысяч тонн, то есть равна сегодняшней массе высочайших небоскребов мира. Подобная идея не нова. Ещё в 1959 году советский изобретатель Георгий Покровский выдвинул идею надувной башни высотой в 160 км с диаметром основания в 100 км:



    Технологии надувных элементов в последние годы становятся всё более надежными. В космосе их активно развивает компания Bigelow Aerospace. В 2006-2007 года она отправила в космос два экспериментальных надувных модуля Genesis объемом в 11,5 кубических метров и массой в 1.3 тонны. Телеметрия с этих аппаратов принималась около двух с половиной лет, и она показала, что всё это время оба модуля сохраняли расчетную герметичность. После этого NASA решило проверить эту технологию и на МКС. С этой целью агентство заказало у компании изготовление экспериментального модуля BEAM (Bigelow Expandable Activity Module) с рабочим объемом в 16 м3 и массой 1360 кг. Он должен отправится на МКС этой осенью и будет находиться в составе станции, как минимум 2 года.



     При всей фантастичности вышеупомянутых проектов, они являются технически более реализуемыми, чем проекты космического лифта. Дело в том, что для их реализации не нужно изобретать новые материалы, в то время как создание космического лифта требует материалы, которые пока ещё не созданы (очень прочные углеродные нанотрубки).


      В заключение остаётся лишь привести статистику, как менялась высота высочайших искусственных сооружений за историю человеческой цивилизации (по вертикали высота в метрах, по горизонтали годы до или после нашей эры):



      Из этого графика следует, что наиболее значимым скачком в развитие технологий высотного строительства в древности стало создание огромных пирамид в Древнем Египте. Это строительство было настолько бурным, что подобный скачёк наблюдается ещё лишь в одном месте: после конца 19 века. Более того, крупнейшая египетская пирамида – пирамида Хеопса почти в 10 раз превышает по массе самые высокие сегодняшние небоскребы. Она равна 8.4 миллионов тонн, для сравнения масса Бурдж-Халифа равна 500 тысячам тонн. Строительство этой пирамиды заняло 20 лет, что не намного больше, чем у современных небоскребов: Бурдж-Халиф построили за 6 лет.

      Ещё более интересно изучить эти рекордные достижения высоты по назначению:



     Из таблицы следует, что до конца 19 века основным назначением создававшихся высочайших сооружений было либо погребение крупных политических фигур, либо культово-религиозное назначение. В 20 веке стала наблюдаться тенденция создания высочайших сооружений для целей работы и проживания людей. Впрочем, и в этих случаях наблюдается очень значительная доля мотивации создания подобных сооружений с целью закрепления имиджа экономического могущества. Кроме того, из таблицы следует, что в 50-70-ые годы 20 века развернулось строительство очень высоких антенн с целью передачи радио и телевидения на большие расстояния. Это тенденция, по-видимому, позже угасла из-за широкого распространения систем спутниковой связи.


     В целом же эта таблица показывает, что большинство высочайших сооружений было построено не для жизненно необходимых практических нужд, а из эстетических соображений. Это показывает, что если человечество захочет получить более удобный выход в космос, то создание очень высоких башен лишь вопрос времени.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив