Yörünge taşımacılığı - bir uzay asansörü konsepti zaten test edildi

Dünya yavaş yavaş aşağı iner, evler, nehirler ve tepeler küçülür. Yavaş yavaş, her şey bulutların arkasında kaybolur ve uzayın tamamen bilinmeyen başka bir dünyası açılır. Aynı zamanda, hızlanma aşamalarındaki motorların kükremesi, nozüllerden çıkan alevler yoktur. Her şey sessiz ve sakin - bilim kurgu yazarları uzay asansörünün dipsiz karanlığa yükselişini böyle tanımlıyor. Böyle bir yolculuk Tsiolkovsky tarafından tarif edildi, 60'larda fikir, ilgili hesaplamaları sunan Sovyet bilim adamı Yuri Artsutanov tarafından ele geçirildi ve daha sonra Arthur Clarke bu fikri Cennet Çeşmeleri romanında geliştirdi. Bununla birlikte, fantastik uydurmaların çok gerçek bir gerekçesi var gibi görünüyor.

Roketsiz uzayda

Fikir oldukça basit: Pahalı yakıt ve taşıyıcılara para harcamamak için, ISS tipi bir istasyona mal teslim etmek için Dünya'nın yörüngesine bir kablo germeniz gerekir.



Gezegenimizin dönüşü ve merkezkaç kuvvetleri sayesinde “iplik” her zaman gergin olacaktır. Ve neye ihtiyaç var ve böyle bir asansörün yapımını engelleyen nedir?

Halat malzemesi

Çelikten yapılmış ise maksimum 60 km uzunluğunda kendi ağırlığı altında kırılır. Diğer bir seçenek ise Dyneema polietilendir: paraşüt hatları ve vücut zırhı ondan yapılır. Ama bu malzeme bile 1 metrekare. Birkaç tona dayanabilen mm çalışmayacaktır. Dyneema polietilen 2500 km uzunluğunda yırtılır. Aynı zamanda kütlesi 300 ton, tepedeki ucunun kalınlığı 10 m olmalıdır (yükseldikçe artacaktır). Yukarıdan böyle bir "kabloyu" düşürürseniz, belki işe yarar. Ama böyle bir kütleyi tepeye nasıl sürükleyebiliriz?


Neredeyse tartışmasız seçenek - karbondan yapılmış nanotüpler. Daha basit bir ifadeyle, tasarım grafendir - bir boru şeklinde döşenmiş "C" kimyasal elementinin atomlarının bir yapısı. Çapı birkaç nanometredir, bu nedenle böyle bir ipliği yalnızca mikroskopla görebilirsiniz.


Ürünler özel fırınlarda şekillendirilir ve daha sonra lifler bunlardan "bükülür". Güçleri Kevlar'ı 30 kat aşar. En iyimser tahminlere göre, 36 cm yörüngede 270 bin km uzunluğunda, 10 ton ağırlığında ve 900 ton yüke dayanabilen bir bandın üretilmesi mümkündür.

güvenlik

"Kozmik iplik" malzemesinin aranmasındaki bir diğer sorun da yangına dayanıklılığıdır. Karbon nanotüpler sadece yanmayı desteklemekle kalmıyor, aynı zamanda kibrit gibi parlıyor. Bir grafen analoğu olan ancak silikondan yapılmış olan silis, bu malzemenin yerini alabilir. Ancak bu malzemeden ancak 2012 yılında kristal kafes büyütmek mümkün oldu ve araştırmanın hangi aşamada olduğu hala bilinmiyor.

Лифт

Gerekli güçte bir kablo oluşturmak mümkün olsa bile, şu soru ortaya çıkıyor: Neye tırmanmalı? Teorik olarak uzay kabininin bugünkü gökdelenlere benzeyeceğini varsayarsak, "yolculuk" süresi haftalar sürerdi. Normal: asansörde takılarak geçen yedi gün!


Fizikçiler kendi versiyonlarını önerdiler: manyetik bir süspansiyon üzerinde yapmak. Bunu yapmak için, kablo bir süper iletken tabakası ile kaplanır (dirençsiz akım geçer). Birisi "pahalı" derse, bir cevap var - aşırı düşük sıcaklıklarda kurşun benzer özelliklere sahip olmaya başlar.


Tasarım hazır olduğunda yukarı veya aşağı hareket etmesi için manyetik alana istenilen yönü veriyoruz. İkinci durumda, son aşamada, yerçekimi nedeniyle yere çarpmamak için vektörü değiştiriyoruz.

Ay'a ve Lagrange noktasına giden asansör

Bilim kurgu gibi bile görünmüyor, saçmalık. Bununla birlikte, kendi gerçekçi platformuna da sahiptir. Uzaydaki devasa cisimlerin kendi aralarında yerçekiminin dengelediği noktaları vardır. Bu, yanlarındaki nesnelerin yerinde kaldığı ve eğer bir uçaksa, yörüngeyi korumak için yakıt harcamaya gerek olmadığı anlamına gelir.


Güneşi, gezegenimizi ve onun doğal uydusunu ele alırsak, böyle beş nokta olacaktır. Bunlardan birinde, James Webb teleskopu güvenli bir şekilde "takılıyor" ve sorunsuz çalışıyor. Ve Mars ve Jüpiter'i alırsak, Aşil asteroidi orada ve görünüşe göre uzun bir süre "sıkışmış" durumda.


Lagrange noktaları ile uzay asansörü arasındaki bağlantı, bu tür yerlerde transfer noktalarını "donatmanın" mümkün olmasıdır. Onlardan kablo Dünya'ya ve (veya) Ay'a doğru gerilecek.

Uzay asansörlerinin gerçek projeleri

Bu "vakada" ilk resmi kuruluşlardan biri NASA'ydı. Ajans, 2005'ten beri düzenli olarak yarışmalar düzenliyor ve amacı, kabloyu maksimum yüksekliğe en yüksek hızda tırmanabilen bir uzay asansörü veya aparatı (ne istersen) geliştirmek. Ne yazık ki. Sonuç özellikle etkileyici değil: 1,2 km. Kazananlar hibe alıyor, ancak "işler hala orada." En azından bu kadar!

Thoth Technology'nin üzerinde çalıştığı Kanada projesi, sıkıştırılmış gazın özellikleri kullanılarak inşa edilen 20 kilometrelik bir kulenin inşasıdır. Asansör, içinde "sallanacak" ve malları yüksek platforma teslim edecek. Ve roketler onları oradan alacak. Bu çözüm %30 yakıt tasarrufu sağlar.


Avrupa konusunda ise henüz somut bir veri yok. ABD'de Elon Musk, bir uzay asansörü yapmanın "San Francisco'dan Tokyo'ya bir köprü inşa etmekten" (Massachusetts Enstitüsü'nde bir konferans) daha kolay olduğunu söyledi. Ancak Asya devletlerinin farklı bir görüşü var.

Japonya

Yükselen Güneş Ülkesinde uzay asansörü projesi eyalet düzeyinde destekleniyor. Obayashi Company, nanotether'i inşa etmek için üniversiteler ve müteahhitlerle yakın işbirliği içinde çalışıyor. Bu konudaki pratik ilerleme, 2018'den beri ISS'de yürütülen STARS-Me deneyi ile kanıtlanmıştır. Minyatür bir uzay asansörü ile donatılmış robotik bir uydudur. Sistem, her türlü durumu simüle etmek için gerçeğe mümkün olduğunca yakın koşullarda çalıştı.


Bir çift mini asansör uzayda 10 metrelik bir kablo üzerinde test edildi. Obayashi Company, işi 2050 yılına kadar tamamlamayı vaat ediyor.

Çin

Bu bağlamda Çinliler "diğerlerinin önüne geçmek" istiyor ve uzay asansörünü 2045 gibi erken bir tarihte kullanmaya başlamayı planlıyor. Çin ayrıca nanotüpleri geliştirmek için çok çalışıyor.


Aynı 2018'de, 800 g (!) Ölü ağırlığa sahip 1,6 ton kargoya dayanabilen bir karbon fiber oluşturmanıza olanak tanıyan bir teknolojinin patentini aldılar.

Bilirkişi raporu

Bir uzay asansörünün geliştirilmesi için özel bir ISEC konsorsiyumu var. Başkanı Peter Swan, böyle bir teknolojinin insanlığa "olağanüstü fırsatlar" açacağından emin. Aynı zamanda, ilk yapıların otomatik olarak çalışacağını fark eder. Aşırı Uzay Tıbbı Merkezi (Londra, Üniversite Koleji) başkanı Kevin Fong, asansörün inşasının "güneş sistemini bizim için yeniden açacağına" inanıyor. Ancak sürecin karmaşıklığını kabul ediyor "ip, istasyonların yörüngesinden çıkacak ve enkaz tarafından saldırıya uğrayacak." Temel olarak, bilim adamlarının görüşü, bir kablo oluşturma sorununa indirgenmiştir. Bununla birlikte, bir gerçek şu ki: bir uzay asansörü için para düzenli olarak tahsis ediliyor ve kim bilir: belki bu, fonların "geliştirilmesi" için başka bir "kukla" değil, gerçekten umut verici bir araştırmadır.