Cum Vor Funcționa Ascensoarele Spațiale

{h1}

Ascensoarele spațiale sunt explicate în acest articol. Aflați despre ascensoarele spațiale.

Când naveta spațială Columbia s-a ridicat la 12 aprilie 1981, de la Kennedy Space Center, Fla., Pentru a începe prima misiune a navetei spațiale, s-a realizat visul unei nave spațiale reutilizabile. De atunci, NASA a lansat peste 100 de misiuni, dar prețul misiunilor spațiale s-a schimbat puțin. Indiferent dacă este vorba despre naveta spațială sau nava spațială rusă nereutilizabilă, costul unei lansări este de aproximativ 10.000 USD pe lire (22.000 USD pe kg).

Un nou sistem de transport spațial dezvoltat ar putea face ca călătoria la Geostationary Earth Orbit (GEO) să fie un eveniment zilnic și să transforme economia globală.

Un elevator spațial format din nanotuburi de carbon panglică compozită ancorat la o platformă de mare în larg s-ar întinde până la un mic contragreutate de aproximativ 100.000 km (62.000 km) în spațiu. Elevatorii mecanici atașați pe panglică ar urca apoi pe panglică, transportând mărfuri și oameni în spațiu, la un preț de doar aproximativ 100 USD până la 400 USD pe lire (220 $ - 880 USD pe kg).

În acest articol, vom arunca o privire asupra modului în care ideea unui elevator spațial iese din știința ficțiune și în realitate.

Panglică elevator spațial

O contragreutate la capătul elevatorului spațial va menține panglică de nanotuburi de carbon.

O contragreutate la capătul elevatorului spațial va menține panglică de nanotuburi de carbon.

Pentru a înțelege mai bine conceptul de elevator spațial, gândiți-vă la tetherballul de joc în care o coardă este atașată la un capăt la un stâlp și la celălalt la o minge. În această analogie, frânghia este nanotuburi de carbon panglică compozită, polul este Pământul și mingea este contragreutate. Acum, imaginați-vă că mingea este plasată într-o rotire perpetuă în jurul stâlpului, atât de rapid încât menține frânghia întinsă. Aceasta este ideea generală a liftului spațial. Contragreutarea se învârte în jurul Pământului, menținând cablul drept și permițând ascensorilor robotici să urce și să coboare pe panglică.

În conformitate cu proiectul propus de LiftPort, elevatorul spațial ar fi înalt de aproximativ 62.000 mile (100.000 km). LiftPort este una dintre mai multe companii care dezvoltă planuri pentru un elevator spațial sau componente ale acestuia. Echipele din întreaga lume urmează să concureze pentru primul premiu de 400.000 USD la Jocurile de ridicare spațială la X Prize Cup din octombrie 2006, în Las Cruces, New Mexico.

Piesa centrală a liftului va fi panglică compozită din nanotuburi de carbon care are doar câțiva centimetri lățime și aproape la fel de subțire ca o bucată de hârtie. Nanotuburile de carbon, descoperite în 1991, sunt ceea ce îi determină pe oamenii de știință să creadă că elevatorul spațial ar putea fi construit. Potrivit dr. Bradley Edwards de la Spaceward Foundation, "Anterior provocările materiale erau prea mari. Dar acum ne apropiem de progresele realizate în crearea nanotuburilor de carbon și a mașinilor de construcție care pot extinde lungimile mari de materiale necesare pentru a crea o panglică care se va întinde în spațiu "[ref].

Cum vor funcționa ascensoarele spațiale: spațiale

În cadrul unor planuri timpurii, materialele de construcție rămase vor fi folosite pentru a forma contragreutatea.

Nanotuburile de carbon au potențialul de a fi De 100 de ori mai puternic decât oțelul si sunt la fel de flexibil ca plasticul. Puterea nanotuburilor de carbon provine din structura lor unică, care seamănă cu mingile de fotbal. Odată ce oamenii de știință sunt capabili să producă fibre din nanotuburi de carbon, va fi posibil să creeze fire care vor forma panglica pentru elevatorul spațial. Materialele disponibile anterior erau prea slabe sau inflexibile pentru a forma panglica și ar fi fost ușor rupte.

"Au un modul elastic foarte ridicat, iar rezistența la tracțiune este într-adevăr ridicată și asta indică un material care, în teorie, ar trebui să facă un elevator spațial relativ ușor de construit", a declarat Tom Nugent, director de cercetare, LiftPort Group.

O panglică ar putea fi construită în două moduri:

  • Nanotuburile lungi de carbon - mai mulți metri sau mai mult - ar fi împletite într-o structură asemănătoare unei frânghii. Din 2005, cele mai lungi nanotuburi au o lungime de doar câțiva centimetri.
  • Nanotuburile mai scurte ar putea fi plasate într-o matrice polimerică. Polimerii actuali nu se leagă bine de nanotuburile de carbon, ceea ce duce la îndepărtarea matricei de nanotuburi atunci când este pusă sub tensiune.

Odată creată o panglică lungă de nanotuburi, aceasta ar fi înfundată într-o bobină care ar fi lansată pe orbită. Atunci când nava spațială care transportă bobina atinge o anumită altitudine, probabil Orbită Pământ scăzută, ar începe să se dezvăluie, coborând panglica înapoi pe Pământ. În același timp, bobina va continua să se deplaseze la o altitudine mai mare. Când panglica este coborâtă în atmosfera Pământului, ar fi prinsă, apoi coborâtă și ancorată la o platformă mobilă din ocean.

Panglica ar servi drept trasee ale unui fel de cale ferată în spațiu. Elevatoarele mecanice ar fi apoi folosite pentru a urca panglica în spațiu.

Cum mărește ascensorul spațial

Dacă este construită, panglica va reprezenta o minune a lumii moderne și va fi cea mai înaltă structură construită vreodată. Luați în considerare faptul că cel mai înalt turn turistic din lume în 2005 este Turnul CN, care se ridică la 553,34 metri de 1.815 metri 5,5 metri peste Toronto, Canada. Ascensorul spațial ar fi de 180.720 de ori mai înalt decât Turnul CN!

Ascensorul spațial de 62.000 de mile (100.000 km) ar crește cu mult peste înălțimea medie de orbitare a navetei spațiale (115-400 mile / 185-643 km). De fapt, ar echiva aproape o pătrime din distanța față de lună, care orbitează Pământul la 387.500 km (382.500 km).

Călătorind un elevator spațial în vârf

Alpinistii de la fiecare capăt al ascensorului se vor rostogoli pe panglică cu o viteză de aproximativ 200 mph.

Alpinistii de la fiecare capăt al ascensorului se vor rostogoli pe panglică cu o viteză de aproximativ 200 mph.

În timp ce panglica este încă o componentă conceptuală, toate celelalte piese ale elevatorului spațial pot fi construite folosind o tehnologie cunoscută, inclusiv ridicător robot, statie de ancorare și sistem de sunet de putere. Până la construirea panglicii, celelalte componente vor fi aproape gata de lansare în jurul anului 2018.

Lifter

Elevatorul robot va folosi panglica pentru a ghida ascensiunea sa în spațiu. Rulourile de tracțiune ale liftului s-ar prinde pe panglică și ar trage panglica, permițând ascensorului să urce în ascensor.

Stația de ancorare

Ascensorul spațial va avea originea de pe o platformă mobilă din Pacificul ecuatorial, care va ancora panglica pe Pământ.

Contragreutate

În partea de sus a panglicii, va fi o grea contragreutate. Planurile timpurii pentru ascensorul spațial implicau capturarea unui asteroid și utilizarea acestuia ca contragreutate. Cu toate acestea, planurile mai recente, precum cele ale LiftPort și ale Institutului de Cercetări Științifice (ISR), includ utilizarea unui contragreutate artificial. De fapt, contraponderea ar putea fi asamblată din echipamentele utilizate pentru construirea panglicii, inclusiv nava spațială care este utilizată pentru lansarea acesteia.

Beam de putere

Ascensorul va fi alimentat de un sistem laser cu electroni liberi situat pe sau lângă stația de ancorare. Laserul va încărca 2,4 megawați de energie către celulele fotovoltaice, probabil realizate din Arsenidă de galiu (GaAs) atașate la ascensor, care va converti acea energie în energie electrică pentru a fi folosită de motoarele electrice convenționale, cu magnet cu curent continuu, conform ISR.

Odată operațional, elevii ar putea urca pe elevatorul spațial aproape în fiecare zi. Ridicatorii vor varia ca mărime de la cinci tone, la început, la 20 de tone. Stivuitorul de 20 de tone va putea transporta până la 13 tone de sarcină utilă și va avea 900 de metri cubi de spațiu. Liferele ar transporta marfă de la sateliți până la panouri cu energie solară și, în cele din urmă, oamenii ajung pe panglică cu o viteză de aproximativ 118 mile pe oră (190 km / oră).

Întreținerea elevatorului spațial

Panglica elevatorului spațial va fi ancorată pe o platformă mobilă din Pacificul ecuatorial. Ca parte a unui sistem care să ajute elevatorul să evite resturile orbitale, platforma mobilă poate fi repoziționată.

Panglica elevatorului spațial va fi ancorată pe o platformă mobilă din Pacificul ecuatorial. Ca parte a unui sistem care să ajute elevatorul să evite resturile orbitale, platforma mobilă poate fi repoziționată.

La o lungime de 62.000 de mile (100.000 km), elevatorul spațial va fi vulnerabil la multe pericole, inclusiv vremea, resturile spațiale și teroriști. Pe măsură ce planurile avansează în proiectarea liftului spațial, dezvoltatorii iau în considerare aceste riscuri și modalități de a le depăși. De fapt, pentru a se asigura că există întotdeauna un elevator spațial operațional, dezvoltatorii intenționează să construiască mai multe lifturi spațiale. Fiecare va fi mai ieftin decât cel precedent. Primul elevator spațial va servi ca o platformă din care să construiască ascensoare spațiale suplimentare. În acest sens, dezvoltatorii se asigură că, chiar dacă un elevator spațial întâmpină probleme, ceilalți pot continua ridicarea sarcinilor utile în spațiu.

Evitarea resturilor spațiale

Ca și stația spațială sau naveta spațială, elevatorul spațial va avea nevoie de capacitatea de a evita obiectele orbitale, cum ar fi resturile și sateliții. Platforma de ancoră va utiliza evitarea activă pentru a proteja elevatorul spațial de astfel de obiecte. În prezent, comanda nord-americană de apărare aerospațială (NORAD) urmărește obiecte mai mari de 10 cm (3,9 inci). Protejarea elevatorului spațial ar necesita un sistem de urmărire a deșeurilor orbitale care să poată detecta obiecte cu o dimensiune de aproximativ 1 cm. Această tehnologie este în prezent în dezvoltare pentru alte proiecte spațiale.

"Planurile noastre sunt să ancorezi panglica pe o platformă mobilă din ocean", a spus Tom Nugent, de la LiftPort. „Puteți muta de fapt ancora dvs. pentru a trage panglica din calea sateliților.”

Atacuri de respingere

Locația izolată a liftului spațial va fi cel mai mare factor în reducerea riscului de atac terorist. De exemplu, prima ancoră va fi localizată în Pacificul ecuatorial, la o distanță de 650 km (650 km) de orice aer sau transport de transport, în conformitate cu LiftPort. Doar o mică porțiune a ascensorului spațial va fi la îndemâna oricărui atac, care este de 15 km (9,3 mile) sau mai jos. În plus, elevatorul spațial va fi o resursă globală valoroasă și va fi probabil protejat de SUA și de alte forțe militare străine.

Impact elevator spațial

Conceptul unui artist despre vederea solară.

Conceptul unui artist despre vederea solară.

Potențialul impact global al elevatorului spațial este acela de a compara comparații cu o altă mare realizare de transport - calea ferată transcontinentală din SUA. Finalizată în 1869 la Promontory, Utah, calea ferată transcontinentală a legat pentru prima oară coastele de est și vest ale țării și a depășit așezarea vestului american. Călătoria în țară a fost redusă de la luni la zile. De asemenea, a deschis noi piețe și a dat naștere unor industrii cu totul noi. Până în 1893, Statele Unite aveau cinci căi ferate transcontinentale.

Ideea unui elevator spațial împărtășește multe din aceleași elemente ca și calea ferată transcontinentală. Un elevator spațial ar crea o conexiune permanentă între Pământ și Spațiu care nu s-ar închide niciodată. Deși nu ar face călătoria în spațiu mai rapidă, aceasta ar face călătoriile în spațiu mai frecvente și ar deschide spațiul către o nouă eră de dezvoltare. Poate cel mai mare factor care propune ideea unui elevator spațial este acela că ar reduce semnificativ costul introducerii încărcăturii în spațiu. Deși mai lent decât naveta spațială cu propulsie chimică, elevii reduc costurile de lansare de la 10.000 USD la 20.000 $ la lire, la aproximativ 400 dolari pe liră.

Estimările actuale pun costul construirii unui elevator spațial la 6 miliarde de dolari, cu costuri legale și de reglementare la 4 miliarde de dolari, potrivit lui Bradley Edwards, autorul „Raportului final al NIAC, Raportul final NIAC”. (Edwards este, de asemenea, Dr. Bradley Carl Edwards, președinte și fondator al Carbon Designs.) Prin comparație, costul programului navetei spațiale a fost prevăzut în 1971 a fi de 5,2 miliarde de dolari, dar a ajuns să coste 19,5 miliarde de dolari. În plus, fiecare zbor navetă spațială costă 500 de milioane de dolari, ceea ce este de peste 50 de ori mai mare decât estimările inițiale.

Ascensorul spațial ar putea înlocui naveta spațială ca vehicul spațial principal și ar putea fi utilizat pentru desfășurarea satelitului, apărare, turism și explorare ulterioară. Până la urmă, o navă spațială ar urca panglica ascensorului și apoi s-ar lansa spre ținta sa principală odată în spațiu. Acest tip de lansare ar necesita mai puțin combustibil decât ar fi necesar în mod normal pentru a ieși din atmosfera Pământului. Unii designeri cred, de asemenea, că ascensoarele spațiale ar putea fi construite pe alte planete, inclusiv Marte.

NASA a finanțat cercetarea Dr. Edwards timp de trei ani. În 2005, însă, a acordat doar 28 de milioane de dolari companiilor care cercetează liftul spațial. Deși este încă foarte interesat de proiect, deocamdată ar prefera să stea pe spate și să aștepte evoluții mai concrete.

Pentru mai multe informații despre elevatoarele spațiale și subiecte conexe, consultați linkurile de pe pagina următoare.

Testarea tehnologiei

În februarie 2006, grupul LiftPort a anunțat că a lansat cu succes o platformă folosind baloane de mare altitudine. Aceste baloane au ținut platforma la un kilometru în aer timp de șase ore.

LiftPort intenționează să comercializeze platforma, denumită HALE (High Altitude Long Endurance), ca stație pentru camere de securitate și transmisii de telefon mobil și radio. [Ref].

surse

  • Ridicarea rapidă către stele: CNN International - 18 septembrie 2006 //edition.cnn.com/2006/TECH/space/09/18/space.elevator/
  • Elevator spațial: Raport final NIAC Faza II //liftport.com/files/521Edwards.pdf
  • Grupul LiftPort//liftport.com/
  • Institutul de Cercetări Științifice//isr.us/SEHome.asp
  • Elevator 2010 Competiție//elevator2010.org/site/competition.html
  • Sisteme Highlift//americanantigravity.com/highlift.html
  • A Hoist to the Heaven, IEEE Spectrum//spectrum.ieee.org/WEBONLY/publicfeature/aug05/0805spac.html






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


Zidurile Antice Ale „Gumei De Mestecat” Dețin Cel Mai Vechi Adn Uman Din Scandinavia
Zidurile Antice Ale „Gumei De Mestecat” Dețin Cel Mai Vechi Adn Uman Din Scandinavia

Dronele Sunt Cu Atenție La Vânătoarea Ilegală
Dronele Sunt Cu Atenție La Vânătoarea Ilegală

Ce Se Întâmplă Dacă Cineva A Eliberat O Cantitate Mare De Heliu Într-Un Spațiu Mic?
Ce Se Întâmplă Dacă Cineva A Eliberat O Cantitate Mare De Heliu Într-Un Spațiu Mic?

Cutremurul Din Noua Zeelandă A Returat 6 Erori
Cutremurul Din Noua Zeelandă A Returat 6 Erori

Newfound Monkey Flower Dezvăluie Evoluția În Acțiune
Newfound Monkey Flower Dezvăluie Evoluția În Acțiune


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com