Uzay asansörü yaratma fikri, 1979 yılında İngiliz yazar Arthur Charles Clarke'ın bilim kurgu eserlerinde dile getirilmişti. Romanlarında bir gün böyle bir asansörün yapılacağından kesinlikle emin olduğunu yazmıştır.

Ancak bu kadar tuhaf bir fikir ortaya atan ilk kişi, Rus mühendis ve Rus kozmonotiğinin kurucusu Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky'ydi. Eyfel Kulesi'nin yapımından ilham alarak, birkaç bin kilometre yüksekliğinde daha da yüksek bir kule inşa etmeyi önerdi. Tsiolkovsky, yörünge istasyonlarını kullanarak uzayı doldurmayı önerdi, uzay asansörü ve uçan araç fikirlerini öne sürdü.

Bir uzay asansörü kulağa harika geliyor. Ancak 19. yüzyıldaki insanlar da uçak veya uzay gemisi gibi teknik başarıların ortaya çıkmasına inanamazlardı. Japonya'daki Obayashi İnşaat Şirketi halihazırda bir uzay asansörünün inşasına hazırlanmak için teknik belgeler geliştiriyor. Projenin maliyeti 12 milyar dolar. Tesisin inşaatı 2050 yılında tamamlanacak.

Uzay asansörlerini kullanmanın potansiyel faydaları oldukça yüksektir. Mesele şu ki, jet tahrikinin yardımıyla yerçekiminin üstesinden gelmek pratik değildir. Örneğin, Shuttle'ın yalnızca bir kez fırlatılması 500 milyon dolar harcamayı gerektiriyor ve bu da geleneksel fırlatma araçlarının fırlatılmasının artık ekonomik açıdan uygun olmamasını sağlıyor.

Uzay asansörü üç ana parçadan oluşur: taban, kablo ve karşı ağırlık.

Asansörün tabanını temsil eden, okyanustaki devasa bir platform, bir karbon fiber kablonun bir ucunu tutacak ve bu kablonun ucunda bir karşı ağırlık (uydu görevi görecek, gezegenimizin arkasında dönen ve onu tutan ağır bir nesne) bulunacaktı. merkezkaç kuvvetinin etkisiyle yörüngede. Yük, yüz bin kilometreye kadar gökyüzüne uzanan bu kablo boyunca uzaya yükselecek.

Bir kilogram yükün roketle uzaya ulaştırılmasının maliyeti 15 bin dolara kadar çıkıyor. Japonlar, aynı ağırlıktaki kargoyu yörüngeye ulaştırmak için harcayacakları hesabı hesapladılar... 100 dolar

Uzay asansörü dikkatle hazırlanmış bir fikirdir. Örneğin kablonun çelikten yapılamayacağı hesaplanmıştır. Ağırlığı altında kırılacak. Malzemenin çelikten 90 kat daha güçlü ve 10 kat daha hafif olması gerekiyor.

Mühendisler kablo olarak karbon nanotüpleri kullanacaklardı ancak böyle bir malzemeden uzun kablolar örmenin imkansız olduğu ortaya çıktı.

Yakın zamanda uzay asansörü fantezisini nihayet gerçeğe dönüştürebilecek bir buluş ortaya çıktı. Pennsylvania Üniversitesi'nden John Budding liderliğindeki bir araştırma ekibi, nanotüplerden ve polimer elyaflardan önemli ölçüde daha güçlü olan mikroskobik elmaslardan ultra ince nanoiplikler yarattı.

Tokyo Sky Tree, dünyanın en yüksek televizyon kulesi olan Sumida bölgesinde bir televizyon kulesidir.

Obayashi şirketinin araştırma departmanı başkanı Yoji Ishikawa, Pennsylvania Üniversitesi'nin teknik bilgisinin insanlığı gerçekten uzaya yaklaştırabileceğine inanıyor. Yeni malzemenin elbette bir dizi dayanıklılık testinden geçmesi gerektiğini söylüyor ancak görünen o ki kendisi ve meslektaşlarının uzun zamandır aradığı şey de bu.

Obayashi, yaklaşık 635 metre yüksekliğindeki bir televizyon kulesi için halihazırda yüksek hızlı asansörler inşa etti

NASA artık bir uzay asansörünün gizli gelişimiyle de yakından ilgileniyor. Gelecekte dev gezegenler arası uzay aracının parçalarını yörüngeye taşımak ve bunları uzayda birleştirmek mümkün olacak. Böyle bir proje ancak uzay asansörü yardımıyla gerçekleştirilebilir.

Ancak en önemlisi, uzay asansörünü ilk yapan devletin, uzay kargo taşımacılığı alanını yüzyıllar boyunca tekelinde tutacak olmasıdır.

Kim Stanley Robinson'un bilim kurgu romanı "Yeşil Mars" için illüstrasyon
Mars'a uzay asansörü kuruldu.

Bir uzay asansörüne binmek muhtemelen bir sıcak hava balonunun uçuşunu anımsatacaktır; nozulların uğultusu olmadan, öfkeli alevlerin dumanı olmadan. Dünya sorunsuz bir şekilde aşağı iniyor. Evler küçülüyor, yollar zar zor farkedilen şeritlere dönüşüyor ve nehirlerin gümüşi şeritleri inceliyor. Sonunda alt, boş dünya bulutların arasında gizlenir ve üst, aşkın dünya ortaya çıkar. Atmosfer geçti, camın arkasında kozmik bir karanlık var. Ve kabin, gezegenin mavi-yeşil arka planında görünmez bir şekilde bir kablo boyunca giderek daha yükseğe kayıyor ve dipsiz boşluğa doğru gidiyor.

Tsiolkovsky ayrıca yörüngeyi Dünya yüzeyine bağlayabilecek bir tasarımı da tanımladı. 1960'ların başında fikir Yuri Artsutanov tarafından geliştirildi ve Arthur Clarke bunu Cennetin Çeşmeleri romanında kullandı. "World of Fantasy" uzay asansörü temasına geri dönüyor ve onun nasıl çalışması gerektiğini ve bunun için neye ihtiyaç duyulduğunu hayal etmeye çalışıyor.

Sabit yörünge

Bir uydunun gözlemcinin başının üzerinde hareketsiz donması mümkün müdür? Dünya, dünyanın Ptolemaik sisteminde olduğu gibi hareketsiz olsaydı, cevap "hayır" olurdu; sonuçta, merkezkaç kuvveti olmasaydı uydu yörüngede kalmazdı. Ancak bildiğimiz gibi gözlemcinin kendisi hareketsiz değildir, gezegenle birlikte dönmektedir. Uydunun yörünge periyodu bir yıldız gününe eşitse (23 saat 56 dakika 4 saniye) ve yörüngesi ekvator düzlemindeyse, cihaz "durma noktası" adı verilen nokta üzerinde gezinecektir.

Uydunun sabit noktasına göre sabit olduğu yörüngeye sabit nokta denir. Ve uzay araştırmaları için son derece önemlidir. Çoğu iletişim uydusunun bulunduğu yerdir ve iletişim, uzayın ana ticari kullanımıdır. Ekvatorun üzerinde asılı bir tekrarlayıcı aracılığıyla yapılan iletimler, sabit "plakalar" üzerinden alınabilir.

Ayrıca sabit yörüngeye insanlı bir istasyon yerleştirme fikri de var. Ne için? Öncelikle iletişim uydularının bakım ve onarımı için. Uyduların birkaç yıl daha hizmet verebilmesi için genellikle yalnızca güneş panellerinin ve antenin yönlendirilmesini sağlayan mikromotorlara yakıt ikmali yapılması gerekir. İnsanlı istasyon, sabit yörünge boyunca manevra yapabilecek, alçalabilecek (aynı zamanda açısal hızı "duran" uydularınkinden daha yüksek olacak), bakım gerektiren araca yetişebilecek ve tekrar yükselebilecek. Bu, düşük yörüngeli bir istasyonun seyrekleştirilmiş atmosferle sürtünmeyi yendiğinde tükettiği yakıttan daha fazlasını gerektirmeyecektir.

Görünüşe göre faydası çok büyük. Ancak bu kadar uzak bir karakolu tedarik etmek çok pahalı olurdu. Mürettebatın değiştirilmesi ve nakliye gemilerinin gönderilmesi, şu anda kullanılanlardan beş kat daha ağır fırlatma araçları gerektirecektir. Çok daha çekici bir fikir ise uzay asansörü inşa etmek için yüksek irtifalı bir istasyon kullanmaktır.

Kablolar

Sabit bir uydudan Dünya'ya doğru bir kablo fırlatılırsa ne olur? İlk olarak Coriolis kuvveti onu ileri taşıyacak. Sonuçta uyduyla aynı hızı alacak ancak daha düşük bir yörüngede olacak, bu da açısal hızının daha yüksek olacağı anlamına geliyor. Ancak bir süre sonra kablo ağırlık kazanacak ve dikey olarak sarkacaktır. Dönme yarıçapı azalacak ve merkezkaç kuvveti artık yer çekimi kuvvetini dengeleyemeyecek. İpi aşındırmaya devam ederseniz er ya da geç gezegenin yüzeyine ulaşacaktır.

Sistemin ağırlık merkezinin kaymasını önlemek için bir karşı ağırlık gereklidir. Bazı insanlar, balast olarak kullanılmış uyduların ve hatta küçük bir asteroitin kullanılmasını önermektedir. Ancak daha ilginç bir seçenek var - kabloyu Dünya'dan ters yönde aşındırmak. Aynı zamanda düzelecek ve gerilecektir. Ama artık kendi ağırlığı altında değil, merkezkaç kuvveti yüzünden.

İkinci kablo basit balasttan daha kullanışlı olacaktır. Kargonun sabit yörüngeye ucuz, roketsiz teslimi faydalıdır, ancak tek başına asansörün maliyetini karşılamaz. 36 bin kilometre yükseklikteki istasyon sadece aktarma noktası olacak. Ayrıca, enerji tüketimi olmadan, merkezkaç kuvveti ile hızlandırılan yükler ikinci kablo boyunca hareket edecektir. Dünya'dan 144.000 kilometre uzaklıkta hızları ikinci kozmik hızı aşacak. Asansör bir mancınığa dönüşerek gezegenin dönüş enerjisini kullanarak Ay, Venüs ve Mars'a mermiler gönderecek.

Sorun, olağanüstü uzunluğuna rağmen kendi ağırlığı altında kırılmaması gereken kablodur. Çelik halatla bu zaten 60 kilometrelik bir uzunlukta gerçekleşecektir (ve muhtemelen çok daha erken, çünkü dokuma sırasında kusurlar kaçınılmazdır). Halatın kalınlığı yükseklikle birlikte katlanarak artarsa ​​kırılmayı önleyebilirsiniz - sonuçta, sonraki her bölüm kendi ağırlığına ve önceki tüm bölümlerin ağırlığına dayanmalıdır. Ancak düşünce deneyinin kesintiye uğraması gerekecek: üst uca yaklaştıkça kablo öyle bir kalınlığa ulaşacak ki, yer kabuğundaki demir rezervleri bunun için yeterli olmayacak.

Kurşun geçirmez yelek ve paraşüt hatlarının yapıldığı en güçlü polietilen "Dyneema" bile uygun değildir. Düşük yoğunluğa sahiptir, bir milimetrekare kesiti ile iki tonluk bir yüke dayanabilir ve yalnızca 2500 kilometre uzunlukta kendi ağırlığı altında kırılır. Ancak Dainima kablosunun yaklaşık 300.000 tonluk bir kütleye ve üst ucunun 10 metre kalınlığa sahip olması gerekiyor. Bu tür kargoları yörüngeye ulaştırmak neredeyse imkansızdır ve asansör yalnızca yukarıdan yapılabilir.

1991 yılında keşfedilen ve teorik olarak Kevlar'dan 30 kat daha güçlü olma kapasitesine sahip olan karbon nanotüpler umut veriyor (pratikte polietilen halat hala daha güçlü). Potansiyellerine dair iyimser tahminler doğrulanırsa, sabit kesiti 36.000 km uzunluğunda, 270 ton ağırlığında ve 10 ton taşıma kapasiteli bir bant üretmek mümkün olacak. Ve kötümser tahminler doğrulansa bile, Dünya'ya yakın 1 milimetre kalınlığında ve yörüngede 25 santimetre (karşı ağırlık dikkate alınmadan kütle 900 ton) olan bir kabloya sahip bir asansör artık bilim kurgu olmayacak.

Kaldırmak

Bir uzay asansörü için asansör oluşturmak önemsiz bir iştir. Kablo yapmak için yeni bir teknoloji geliştirmeniz yeterlidir. Bu kabloya tırmanıp kargoyu yörüngeye ulaştırabilecek bir mekanizma henüz icat edilmedi. Kabinin tambura sarılı bir halata bağlandığı "dünyevi" yöntem eleştiriye dayanmaz: yükün kütlesi, halatın kütlesine kıyasla ihmal edilebilir olacaktır. Asansörün kendi başına tırmanması gerekecek.

Görünüşe göre bunu uygulamak zor değil. Kablo silindirler arasında sıkıştırılır ve makine sürtünmeyle tutularak yukarı doğru sürünür. Ancak bu yalnızca bilim kurguda bir uzay asansörüdür; içinde kabinin hareket ettiği bir kule veya güçlü bir sütun. Gerçekte, zar zor görülebilen bir iplik Dünya yüzeyine en iyi ihtimalle ulaşacaktır: dar bir şerit. Silindirlerin destekle temas alanı ihmal edilebilir düzeyde olacaktır, bu da sürtünmenin büyük olamayacağı anlamına gelir.

Bir sınırlama daha var - mekanizma kabloya zarar vermemelidir. Ne yazık ki, nanokumaş yırtılmaya inanılmaz derecede dayanıklı olsa da bu, kesilmesinin veya yıpranmasının zor olduğu anlamına gelmiyor. Kırık bir kabloyu değiştirmek çok zor olacaktır. Ve eğer yüksek bir irtifada patlarsa, merkezkaç kuvveti istasyonu uzaya taşıyacak ve tüm projeyi mahvedecek. Acil bir durumda sistemin ağırlık merkezini yörüngede tutabilmek için kablonun tüm uzunluğu boyunca küçük mayınların yerleştirilmesi gerekecek. Dallardan biri kırılırsa, hemen karşı dalın eşit bir kısmını da fırlatırlar.

Çözülmesi gereken başka birçok ilginç sorun var. Örneğin birbirine doğru hareket eden asansörlerin birbirinden ayrılması ve yolcuların “sıkışmış” kabinlerden kurtarılması.

En zor sorun asansöre güç sağlanmasıdır. Motor çok fazla enerji gerektirecektir. Mevcut ve geliştirilmekte olan pillerin kapasitesi yeterli değildir. Kimyasal yakıt ve oksitleyicinin temini, asansörü çok aşamalı bir tank ve motor sistemine dönüştürecektir. Bu harika tasarım, bu arada, pahalı bir kabloya ihtiyaç duymuyor - şu anda mevcut ve "güçlendirici roket" olarak adlandırılıyor.

En kolay yol, kablonun içine kontak kabloları oluşturmaktır. Ancak kablo, metal kabloların ağırlığına dayanamayacak, bu da nanotüplere elektrik akımını iletmenin "öğretilmesi" gerektiği anlamına geliyor. Güneş panelleri veya radyoizotop kaynağı şeklindeki otonom güç kaynağı oldukça zayıf: En iyimser tahmine göre bunların yükselişi onlarca yıl alacak. Daha iyi bir kütle-güç oranına sahip bir nükleer reaktörün kabininin yörüngeye oturması yıllar alacaktır. Ancak kendisi çok ağırdır ve yol boyunca iki veya üç yakıt ikmali gerektirecektir.

Belki de en iyi seçenek, asansörün alıcı cihazına ışın uygulayarak enerjiyi bir lazer veya mikrodalga tabancası kullanarak aktarmaktır. Ancak eksiklikleri de yok değil. Mevcut teknoloji seviyesinde alınan enerjinin ancak çok küçük bir kısmı elektriğe dönüştürülebilmektedir. Geri kalanı ısıya dönüşecek ve havasız bir alanda çıkarılması çok problemli olacaktır.

Kablo hasar görürse tamircilerin hasarlı bölgeye ulaşması zor olacaktır. Ve eğer kırılırsa, çok geç demektir (Halo 3: ODST oyunundan bir kare)

Radyasyondan korunma

Hafif yolculuk yapmak isteyenlere kötü haber: Asansör, Dünya'nın radyasyon kuşaklarından geçecek. Gezegenin manyetik alanı, güneş rüzgarı parçacıklarını (protonlar ve elektronlar) yakalar ve tehlikeli radyasyonun yüzeye ulaşmasını engeller. Sonuç olarak, Dünya ekvator düzleminde, içinde yüklü parçacıkların yoğunlaştığı iki devasa tori ile çevrilidir. Uzay araçları bile bu alanlardan kaçınmaya çalışıyor.

İlk kuşak olan proton tuzağı 500-1300 kilometre yükseklikte başlıyor ve 7000 kilometre yükseklikte bitiyor. Arkasında yaklaşık 13.000 kilometre yüksekliğe kadar nispeten güvenli bir alan var. Ancak daha da ötesinde, 13 ila 20 bin kilometre arasında, yüksek enerjili elektronların dış radyasyon kuşağı uzanıyor.

Yörünge istasyonları radyasyon kuşaklarının altında döner. İnsanlı uzay aracı onları yalnızca ay seferleri sırasında geçti ve üzerinde yalnızca birkaç saat harcadı. Ancak asansörün her bir kemerin üstesinden gelmesi yaklaşık bir güne ihtiyaç duyacaktır. Bu, kabinin ciddi bir anti-radyasyon korumasıyla donatılması gerektiği anlamına gelir.

Bağlama kulesi

Bir uzay asansörünün tabanı genellikle Ekvador'da, Gabon ormanlarında veya Okyanusya'da bir atolde bulunan yer üstü yapılardan oluşan bir kompleks olarak hayal edilir. Ancak en bariz çözüm her zaman en iyisi değildir. Yörüngeden serbest bırakıldığında ip bir geminin güvertesine veya devasa bir kulenin tepesine sabitlenebilir. Deniz gemisi kasırgalardan kaçacak ve bu kasırgalar, önemli ölçüde rüzgâra sahip olan asansörü kırmazsa, daha sonra asansörleri ondan atabilecektir.

12-15 kilometre yüksekliğindeki bir kule, kabloyu atmosferin şiddetinden koruyacak, aynı zamanda uzunluğunu da bir miktar kısaltacak. İlk bakışta fayda önemsiz görünüyor, ancak kablonun kütlesi katlanarak uzunluğuna bağlıysa, o zaman küçük bir kazanç bile gözle görülür tasarruflar sağlayacaktır. Ayrıca bağlama kulesi, ipliğin en ince ve en hassas kısmını ortadan kaldırarak sistemin taşıma kapasitesinin yaklaşık iki katına çıkarılmasını mümkün kılar.

Ancak bu kadar yüksek bir binayı ancak bilim kurgu romanlarının sayfalarında dikmek mümkündür. Teorik olarak böyle bir kule elmas sertliğinde bir malzemeden yapılabilir. Uygulamada hiçbir temel ağırlığını desteklemez.

Ancak yine de kilometrelerce yüksekliğe palamar kulesi inşa etmek mümkün. Sadece yapı malzemesi beton değil gaz olmalıdır: helyum dolu balonlar. Böyle bir kule, alt kısmı atmosfere batırılmış olan ve Arşimet kuvveti nedeniyle zaten neredeyse havasız bir alanda bulunan üst kısmı destekleyen bir "şamandıra" olacaktır. Bu yapı aşağıdan, ayrı ayrı, küçük boyutlu ve tamamen değiştirilebilir bloklardan oluşturulabilir. “Şişme kulenin” 100 hatta 160 kilometre yüksekliğe ulaşmasının önünde hiçbir temel engel bulunmuyor.

Uzay asansörü olmasa bile "yüzen kule" mantıklıdır. Bir enerji santrali gibi - eğer dış kabuk güneş panelleriyle kaplıysa. Yarıçapı bir buçuk bin kilometre olan bir alana hizmet veren tekrarlayıcı gibi. Son olarak, atmosferin üst katmanlarını incelemek için bir gözlemevi ve üs olarak.

Yüzlerce kilometrelik bir yüksekliği hedeflemiyorsanız, yanaşma istasyonu olarak 40 kilometre yüksekliğe “demirlenmiş” halka şeklindeki bir balonu kullanabilirsiniz. Dev bir zeplin (veya üst üste yerleştirilmiş birkaç hava gemisi), son onlarca kilometrede ağırlığını alarak asansör kablosunu boşaltacaktır.

Ancak en önemli avantajlar, ekvator üzerinde 360 ​​km/saat hızla uçan yüksek irtifalı bir zeplin şeklindeki hareketli bir platformdan gelecektir (bu, motor güneş panelleri ve bir nükleer reaktörle çalıştırıldığında oldukça elde edilebilir). . Bu durumda uydunun bir noktanın üzerinde durmasına gerek yoktur. Yörüngesi, sabit olanın 7.000 kilometre altına yerleştirilecek ve bu da kablo uzunluğunu% 20 ve kütleyi 2,5 kat azaltacak ("demirleme kulesi" kullanımının faydaları dikkate alınarak). Kargonun zeplin kendisine teslim edilmesi sorununu çözmeye devam ediyor.

Yerçekimi mancınığı

Uzay asansörü en iddialı projedir ancak uzay aracını fırlatmak için ipleri kullanan tek proje değildir. Mevcut teknoloji seviyesinde başka planlar da hayata geçirilebilir.

Örneğin, bir kabloyla bağlanan bir yük, yörüngede asılı duran mekiğin Dünya'dan uzağa "yukarı" itilmesi durumunda ne olacak? Momentumun korunumu yasasına göre geminin kendisi daha düşük bir yörüngeye kayacaktır. Ve düşmeye başlayacak. Çözme halatını da beraberinde sürükleyen yük, önce Coriolis kuvveti tarafından geriye doğru saptırılacak, ardından "yukarı" fırlayacaktır. Aslında, dönme yarıçapının artmasıyla yerçekimi zayıflayacak ve merkezkaç kuvveti artacaktır. Sistem eski bir fırlatma makinesi olan mancınık gibi çalışacak. Mekik, taşlarla dolu bir kafes görevi üstlenecek, kablo bir askıya dönüşecek ve eksen, geminin ilk yörüngesinde ağırlıksız durumda olan sistemin genel kütle merkezi olacak. Eksene göre sallanan kablo dikey yönde düzleşecek, gerilecek ve yükü dışarı atacaktır.

Yerçekimi mancınık ile uzay asansörü arasındaki fark, asansördeki "kafes" rolünün, "Dünya mermisinin" kütle merkezine göre ayırt edilemeyecek kadar küçük bir yüksekliğe "düşerek" gezegenin kendisi tarafından oynanmasıdır. sistem. Bu durumda mekiğin kinetik enerjisi harcanacaktır. Gemi, momentumunun bir kısmını kargoya (örneğin, otomatik bir gezegenlerarası istasyon) aktaracak, hızını ve irtifasını kaybedecek ve atmosferin yoğun katmanlarına girecek. Bu da iyidir, çünkü genellikle mekiğin yörüngeden çıkması için motorları tarafından yakıt yakılarak yavaşlatılması gerekir.

Mekik, kablo mancınık yardımıyla Mars veya Venüs'e geleneksel yollara göre 2-3 kat daha fazla kargo gönderebilecek. Ancak bu yine de mekik sisteminin verimlilik açısından geleneksel bir fırlatma aracıyla rekabet etmesine izin vermeyecek. Sonuçta, bir "mancınık" fırlatması için yalnızca faydalı yükü değil, aynı zamanda "karşı ağırlığa" sahip devasa bir kabloyu da yörüngeye fırlatmak gerekecek. Başka bir şey de, mancınık için karşı ağırlığın doğrudan yörüngede bulunabilmesidir - örneğin, görevini tamamlayan bir nakliye gemisi işe yarayacaktır. Ayrıca gezegenimizin etrafında dönen ve yakın gelecekte toplanması gerekecek bir "uzay enkazı" kütlesi var.

* * *

Bir uzay asansörünün inşasıyla ilgili sorunlar çözülmekten çok uzaktır. Roketlere ve mekiklere uygun maliyetli bir alternatif yakın gelecekte ortaya çıkmayacak. Ancak şu anda "boşluğa giden merdiven" bilimin üzerinde çalıştığı en fantastik ve büyük ölçekli projedir. Uzunluğu gezegenin çapının 10 katı olan yapının etkisiz hale gelmesi halinde bile insanlık tarihinde yeni bir aşamanın başlangıcı olacak. Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky'nin bir asırdan fazla bir süre önce bahsettiği "beşikten çıkış" ile aynı.

Uzay asansörü

Nanoteknolojinin yardımıyla yalnızca mikroskobik, insan gözüyle görülmeyen bir şey yaratmanın mümkün olduğunu düşünen herkes, NASA uzmanları tarafından yakın zamanda geliştirilen ve bilim adamlarının ve genel kamuoyunun bu kadar ilgisini çeken projeye muhtemelen şaşıracaktır. halk. Uzay asansörü diye adlandırılan projeden bahsediyoruz.

Uzay asansörü, yörüngedeki bir uzay istasyonunu Pasifik Okyanusu'nun ortasında bulunan bir platforma bağlayan onbinlerce kilometre uzunluğunda bir kablodur.

Uzay asansörü fikri bir asırdan daha eskidir. 1895'te bu konuda ilk konuşan, modern kozmonotiğin kurucusu büyük Rus bilim adamı Konstantin Tsiolkovsky'ydi. Modern roket biliminin altında yatan prensibin, modern fırlatma araçlarının kargoyu uzaya ulaştırmak için etkili bir araç olmasına izin vermediğine dikkat çekti. Bunun birkaç nedeni var:

Birincisi, birinci aşama motorların gücündeki aslan payının yerçekimi kuvvetinin üstesinden gelmeye çalışması nedeniyle modern roketlerin verimliliği çok düşüktür.

İkincisi, yakıt kütlesinde birkaç kez önemli bir artışın hızda yalnızca küçük bir artış sağladığı bilinmektedir.roketler. Bu nedenle, örneğin 2900 ton fırlatma kütlesine sahip Amerikan Satürn-Apollo roket sisteminin yörüngeye yalnızca 129 ton fırlatmasının nedeni budur. Dolayısıyla roket kullanarak uzaya fırlatmanın astronomik maliyeti (bir kilogram kargoyu alçak yörüngeye fırlatmanın maliyeti ortalama 10.000 dolardır.)

Roket fırlatma maliyetini düşürmeye yönelik defalarca yapılan girişimlere rağmen, malların ve insanların yörüngeye taşınmasının maliyetinin, modern roket teknolojilerine dayalı standart hava taşımacılığının maliyetine radikal bir şekilde düştüğü görülüyor.

temelde imkansızdır.

Kargoyu uzaya daha ucuza göndermek için Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'ndaki araştırmacılar bir uzay asansörü oluşturmayı önerdi. Ön tahminlere göre, asansör kullanılarak kargo fırlatmanın maliyeti onbinlerce dolardan kilogram başına 10 dolara düşebilir. Bilim adamları inanıyor

uzay asansörünün kelimenin tam anlamıyla dünyayı alt üst edebileceğini ve insanlığa tamamen yeni fırsatlar sunabileceğini.

Esas olarak asansör, yörünge istasyonunu Dünya yüzeyindeki bir platforma bağlayan bir kablo olacak. Paletli kabinler, kablo boyunca yukarı ve aşağı hareket ederek yörüngeye fırlatılması gereken uyduları ve sondaları taşıyacak. Bu asansörün yardımıyla en üstte Ay, Mars, Venüs ve asteroitlere giden uzay araçları için uzayda bir fırlatma rampası inşa etmek mümkün olacak. Asansör "kabinlerine" enerji sağlama sorunu orijinal bir şekilde çözüldü: kablo güneş panelleriyle kaplanacak veya kabinler, Dünya'dan gelen güçlü lazerlerle aydınlatılacak küçük fotovoltaik panellerle donatılacak.

Bilim adamları, uzay asansörünün zemin tabanının okyanusa, Pasifik Okyanusu'nun ekvator sularına, ticari uçuş rotalarından yüzlerce kilometre uzağa yerleştirilmesini öneriyor. Kasırgaların ekvatoru asla geçmediği ve burada neredeyse hiç yıldırımın bulunmadığı, bu da asansöre ek koruma sağlayacağı biliniyor.

Uzay asansörü, Tsiolkovsky'nin yanı sıra bilim kurgu yazarı Arthur C. Clarke'ın eserlerinde anlatılıyor ve böyle bir asansörün inşasına yönelik proje, 1960 yılında Leningrad mühendisi Yuri Artsutanov tarafından geliştirildi. Uzun yıllar boyunca uzay asansörü fikrinin aktif destekçisi Astrahan'dı.

bilim adamı G. Polyakov.

Ancak şu ana kadar hiç kimse uzay kablosu yapımında kullanılabilecek kadar hafif ve güçlü bir malzeme sunamadı. Yakın zamana kadar en dayanıklı malzeme çelikti. Ancak birkaç bin kilometre uzunluğunda bir çelik kablo yapmak mümkün değildir, çünkü basitleştirilmiş hesaplamalar bile gerekli mukavemete sahip bir çelik kablonun 50 km yükseklikte kendi ağırlığı altında çökeceğini göstermektedir.

Ancak nanoteknolojinin gelişmesiyle birlikte, ultra güçlü ve ultra hafif karbon nanotüplerden fiberlere dayalı olarak gerekli özelliklere sahip bir kablo üretmek için gerçek bir fırsat ortaya çıktı. Şu ana kadar kimse bir metre uzunluğunda kablo bile yapmayı başaramadı. nanotüplerden, ancak proje geliştiricilerine göre nanotüp üretim teknolojileri her geçen gün geliştiriliyor, dolayısıyla böyle bir kablo birkaç yıl içinde yapılabilir.

Asansörün ana unsuru, bir ucu Dünya yüzeyine tutturulmuş, diğer ucu ise yaklaşık 100 bin km yükseklikte uzayda kaybolan bir kablodur. Bu kablo uzayda sadece "sallanmakla" kalmayacak, aynı zamanda iki çok yönlü kuvvetin etkisi sayesinde bir ip gibi gerilecektir: merkez.

kaçan ve merkezcil.

Doğalarını anlamak için, bir nesneyi bir ipe bağladığınızı ve onu çözmeye başladığınızı hayal edin. Belli bir hıza ulaştığında ip gerilecektir, çünkü nesneye bir merkezkaç kuvveti etki eder ve halatın kendisine etki eden merkezcil bir kuvvet onu çeker. Uzaya kaldırılan bir kabloda da benzer bir şey olacak. Üst ucundaki herhangi bir nesne, hatta serbest ucun kendisi, gezegenimizin yapay bir uydusu gibi dönecek ve yalnızca dünya yüzeyine özel bir "ip" ile "bağlanacaktır".

Dev halatın kütle merkezinin 36 bin kilometre yükseklikte, yani sabit yörünge denilen yörüngede olması durumunda kuvvet dengesi oluşacak. Yapay uyduların Dünya üzerinde hareketsiz asılı kaldığı ve onunla 24 saat içinde tam bir devrim yaptığı yer burasıdır. Bu durumda, sadece gergin olmakla kalmayacak, aynı zamanda sürekli olarak kesin olarak tanımlanmış bir konumu - dünyanın ufkuna dikey, tam olarak gezegenimizin merkezine doğru - işgal edebilecektir.

Şekil 24. Sanatçı Pat Rawlings'in hayal ettiği uzay asansörü*

http://flightprojects.msfc.nasa.gov adresinden yeniden basılmıştır.

Bir uzay asansörünün inşasına başlamak için birkaç uzay mekiği uçuşu yapmak gerekecek. Onlar ve kendi otonom motoruna sahip özel bir platform, sabit yörüngeye 20 ton kablo taşıyacak. Daha sonra kablonun bir ucunu Dünya'ya indirmesi ve onu Pasifik Okyanusu'nun ekvator bölgesinde bir yere, roket fırlatmak için mevcut fırlatma rampasına benzer bir platform üzerinde sabitlemesi gerekiyor.

Daha sonra, kabloya giderek daha fazla nanotüp kaplama katmanı ekleyerek gücünü artıracak özel asansörleri kablo boyunca yerleştirmeyi planlıyorlar. Bu süreç birkaç yıl sürecek ve ilk uzay asansörü hazır olacak.

Tuhaf tesadüfler: 1979'da bilim kurgu yazarı Arthur C. Clarke, "Cennetin Çeşmeleri" adlı romanında bir "uzay asansörü" fikrini ortaya attı ve çeliğin belirli bir ultra güçlü "sözde" ile değiştirilmesini önerdi. Bu cihazın ana yapı malzemesi haline gelen "boyutlu elmas kristali". En ilginç şey, Clark'ın neredeyse tahmin ettiği şeydi. Bir uzay asansörü inşa etme projesine olan ilginin mevcut aşaması, daha önce tanıştığımız, dikkate değer özelliklere sahip olan karbon kristalleri - nanotüpler ile ilişkilidir.

Ve kesinlikle şaşırtıcı olan şey: Uzay asansörünün geliştirilmesine katılanlardan biri olan fizikçinin adı Ron Morgan. Morgan aynı zamanda Arthur C. Clarke'ın romanındaki uzay asansörünü yapan mühendisin de adıydı!

Kargoyu gezegen yörüngesine ve hatta ötesine fırlatacak bir astro-mühendislik yapısı fikri.
Böyle bir fikir ilk kez 1895 yılında Konstantin Tsiolkovsky tarafından dile getirilmiş, fikir Yuri Artsutanov'un eserlerinde ayrıntılı olarak geliştirilmiştir. Varsayımsal tasarım, gezegenin yüzeyinden GEO'da bulunan bir yörünge istasyonuna uzanan bir kablonun kullanımına dayanmaktadır.
Kablo, düşük yoğunlukla birlikte son derece yüksek çekme mukavemeti gerektirir. Teorik hesaplamalara göre karbon nanotüpler uygun bir malzeme gibi görünmektedir. Kablo üretimi için uygun olduklarını varsayarsak, o zaman bir uzay asansörünün oluşturulması çözülebilir bir mühendislik problemidir, ancak ileri gelişmelerin kullanılmasını ve farklı türde yüksek maliyetleri gerektirir. Asansörün yaratılışının 7-12 milyar ABD doları olduğu tahmin ediliyor. NASA, bir kablo boyunca bağımsız olarak hareket edebilen bir asansörün geliştirilmesi de dahil olmak üzere, Amerikan Bilimsel Araştırma Enstitüsü'ndeki ilgili gelişmeleri zaten finanse ediyor.
İçindekiler [kaldır]
1 Tasarım
1.1 Temel
1.2 Kablo
1.2.1 Kablonun kalınlaştırılması
1.3 Kaldırma
1.4 Karşı Ağırlık
1.5 Açısal momentum, hız ve eğim
1.6 Uzaya fırlatma
2 İnşaat
3 Uzay asansörünün ekonomisi
4 Başarılar
5 Edebiyat
6 Çeşitli işlerde uzay asansörü
7 Ayrıca bakınız
8 Not
9 Bağlantı
9.1 Organizasyonlar
9.2 Çeşitli
Tasarım

Birkaç tasarım seçeneği var. Hemen hemen hepsinde bir taban (taban), kablo (kablo), asansörler ve karşı ağırlık bulunur.
Temel
Uzay asansörünün tabanı, gezegenin yüzeyinde kablonun bağlandığı ve kargonun kaldırılmaya başlandığı yerdir. Okyanusa giden bir gemiye yerleştirilebilir ve hareketli olabilir.
Hareketli bir tabanın avantajı, kasırgalardan ve fırtınalardan kaçınmak için manevralar yapabilme yeteneğidir. Sabit bir tabanın avantajları, daha ucuz ve daha erişilebilir enerji kaynakları ve kablo uzunluğunun azaltılabilmesidir. Birkaç kilometrelik kablonun farkı nispeten küçüktür, ancak orta kısmının gerekli kalınlığının ve çıkan parçanın uzunluğunun azaltılmasına yardımcı olabilir sabit konum için
yörünge.
Kablo Kablo, çekme mukavemeti/özgül ağırlık oranı son derece yüksek olan bir malzemeden yapılmalıdır. Grafitle karşılaştırılabilir yoğunluğa ve yaklaşık
65–120 gigapaskal.
Teoriye göre karbon nanotüpler, bir uzay asansörü için gerekenden çok daha yüksek bir esneyebilme özelliğine sahip olmalıdır. Ancak bunları endüstriyel miktarlarda üretme ve kablo haline getirme teknolojisi henüz geliştirilmeye başlıyor. Teorik olarak mukavemetlerinin 120 GPa'dan fazla olması gerekir, ancak pratikte tek duvarlı bir nanotüpün en yüksek uzaması 52 GPa idi ve ortalama olarak 30-50 GPa aralığında kırıldılar.
Nanotüplerden dokunan en güçlü iplik, bileşenlerinden daha zayıf olacaktır.

Tüp malzemesinin saflığını artırmaya ve farklı türde tüpler oluşturmaya yönelik araştırmalar devam ediyor.
Çoğu uzay asansörü projesi tek duvarlı nanotüpler kullanıyor. Çok katmanlılar daha yüksek mukavemete sahiptir ancak daha ağırdır ve mukavemet-yoğunluk oranı daha düşüktür. Olası bir seçenek, tek duvarlı nanotüplerin yüksek basınçlı bağlanmasının kullanılmasıdır. Bu durumda sp² bağının (grafit, nanotüpler) sp³ bağı (elmas) ile yer değiştirmesi nedeniyle mukavemet kaybı yaşansa da van der Waals kuvvetleri tarafından tek elyafta daha iyi tutulacak ve elyaf üretilmesini mümkün kılacaktır. keyfi uzunlukta [kaynak 810 gün belirtilmemiş]
Kristal kafes kusurları nanotüplerin gücünü azaltır
Güney Kaliforniya Üniversitesi'nden (ABD) bilim adamlarının yaptığı bir deneyde, tek duvarlı karbon nanotüpler çelikten 117 kat, Kevlar'dan ise 30 kat daha yüksek bir spesifik mukavemet gösterdi. 98,9 GPa değerine ulaşmak mümkün oldu, nanotüp uzunluğunun maksimum değeri 195 μm idi.
Bu tür elyafları dokuma teknolojisi henüz başlangıç ​​aşamasındadır. Bazı bilim adamlarına göre karbon nanotüpler bile hiçbir zaman uzay asansörü kablosu yapabilecek kadar güçlü olamayacak. Bilim adamlarının deneyleri
Teknolojik'ten

Sidney Üniversitesi grafen kağıdı üretmeyi mümkün kıldı. Örnek testler cesaret verici: Malzemenin yoğunluğu çeliğinkinden beş ila altı kat daha düşük, çekme mukavemeti ise karbon çeliğinden on kat daha yüksek. Aynı zamanda, grafen iyi bir elektrik akımı iletkenidir ve bu da onun bir kontak veri yolu olarak gücü bir asansöre iletmek için kullanılmasına olanak tanır.

Uzay asansörü en azından kendi ağırlığını desteklemelidir; bu, kablonun uzunluğundan dolayı oldukça önemlidir. Kalınlaştırma bir yandan kablonun mukavemetini arttırırken, diğer taraftan ağırlığını ve dolayısıyla gerekli mukavemeti arttırır. Üzerindeki yük farklı yerlerde değişiklik gösterecektir: bazı durumlarda ipin bir bölümünün aşağıda bulunan parçaların ağırlığını desteklemesi gerekir, diğerlerinde ise ipin üst kısımlarını yörüngede tutan merkezkaç kuvvetine dayanmalıdır. buluşmak Bu duruma göre ve kablonun her noktada optimalliğini sağlamak için kalınlığı değişken olacaktır.
Dünyanın yerçekimi ve merkezkaç kuvveti dikkate alınarak (ancak Ay ve Güneş'in daha küçük etkisi dikkate alınmadan), yüksekliğe bağlı olarak kablonun kesitinin aşağıdaki formülle tanımlanacağı gösterilebilir:

Burada A ®, Dünya'nın merkezinden r mesafesinin bir fonksiyonu olarak kablonun kesit alanıdır.
Formül aşağıdaki sabitleri kullanır:
A0, kablonun Dünya yüzeyi seviyesindeki kesit alanıdır.
ρ kablo malzemesinin yoğunluğudur.
s, kablo malzemesinin çekme mukavemetidir.
ω, Dünyanın kendi ekseni etrafındaki dönüşünün dairesel frekansıdır; saniyede 7,292×10−5 radyan.
r0, Dünyanın merkezi ile kablonun tabanı arasındaki mesafedir. Yaklaşık olarak Dünyanın yarıçapına eşittir, 6.378 km.
g0, kablonun tabanındaki yer çekimi ivmesidir, 9,780 m/s².
Bu denklem, kalınlığı önce üstel olarak artan, daha sonra birkaç Dünya yarıçapı yükseklikte büyümesi yavaşlayan ve daha sonra sabit hale gelen ve sonunda sabit yörüngeye ulaşan bir ipi tanımlar. Bundan sonra kalınlık tekrar azalmaya başlar.
Böylece, kablonun tabandaki ve GSO'daki kesit alanlarının oranı (r = 42.164 km):
Burada çeliğin yoğunluğunu ve mukavemetini ve kablonun zemin seviyesindeki çapını 1 cm yerine koyarsak, GSO seviyesinde birkaç yüz kilometrelik bir çap elde ederiz, bu da bize tanıdık gelen çelik ve diğer malzemelerin bir bina inşa etmek için uygun olmadığı anlamına gelir. asansör.
GSO düzeyinde daha makul bir kablo kalınlığı elde etmenin dört yolu vardır:
Daha az yoğun malzeme kullanın. Çoğu katının yoğunluğu 1000 ila 5000 kg/m³ gibi nispeten küçük bir aralıkta yer aldığından, burada herhangi bir şeyin başarılması pek olası değildir.
Daha dayanıklı malzeme kullanın. Araştırmalar esas olarak bu yönde ilerliyor. Karbon nanotüpler en iyi çelikten onlarca kat daha güçlüdür ve GSO düzeyinde kablonun kalınlığını önemli ölçüde azaltacaktır.
Kablonun tabanını daha yükseğe kaldırın. Denklemdeki üstel sayının varlığı nedeniyle, tabanın hafif bir şekilde yükseltilmesi bile kablonun kalınlığını büyük ölçüde azaltacaktır. Kablodan tasarruf etmenin yanı sıra atmosferik süreçlerin etkisinden de kaçınacak olan, 100 km yüksekliğe kadar kuleler önerilmektedir.
Kablonun tabanını mümkün olduğunca ince yapın. Yüklü bir kaldırmayı destekleyecek kadar kalın olması gerekir, dolayısıyla tabandaki minimum kalınlık aynı zamanda malzemenin gücüne de bağlıdır. Karbon nanotüplerden yapılmış bir kablonun taban kısmının yalnızca bir milimetre kalınlığında olması yeterlidir.
Diğer bir yol ise asansörün tabanını hareketli hale getirmektir. 100 m/s hızla hareket etmek bile dairesel hızda %20'lik bir kazanç sağlayacak ve kablo uzunluğunu %20-25 oranında azaltacak, bu da onu yüzde 50 veya daha fazla oranda hafifletecektir. Kabloyu "sabitlerseniz" süpersonikte[kaynak belirtilmemiş 664 gün] bir uçakta veya trende ise, kablo kütlesindeki kazanç artık yüzde olarak değil düzinelerce olarak ölçülecektir (ancak kayıplar dikkate alınmaz) direnç için hava).
Kaldırmak

Sidney Üniversitesi grafen kağıdı üretmeyi mümkün kıldı. Örnek testler cesaret verici: Malzemenin yoğunluğu çeliğinkinden beş ila altı kat daha düşük, çekme mukavemeti ise karbon çeliğinden on kat daha yüksek. Aynı zamanda, grafen iyi bir elektrik akımı iletkenidir ve bu da onun bir kontak veri yolu olarak gücü bir asansöre iletmek için kullanılmasına olanak tanır.
Bu makalede sunulan bilgilerin doğruluğunu ve güvenilirliğini kontrol etmek gerekir.
Tartışma sayfasında açıklama olması lazım.

Bu bölümün tarzı ansiklopedik değildir veya Rus dilinin normlarını ihlal etmektedir.
Bu bölüm Vikipedi'nin üslup kurallarına göre düzeltilmelidir.

Bulutların arasından yükselen bir uzay asansörünün kavramsal çizimi
Bir uzay asansörü, kablo kalınlığı sabit olmadığı için normal bir asansör gibi (hareketli kablolarla) çalışamaz. Çoğu projede sabit bir kabloya tırmanan bir vinç kullanılır, ancak ana kablo boyunca uzanan küçük bölümlü hareketli kablolar da önerilmiştir.
Asansör inşa etmek için çeşitli yöntemler önerilmektedir. Düz kablolarda sürtünmeyle yerinde tutulan makara çiftlerini kullanabilirsiniz. Diğer seçenekler, plakalar üzerinde kancalara sahip hareketli jant telleri, geri çekilebilir kancalara sahip silindirler, manyetik kaldırma (kabloya hantal yolların bağlanması gerekeceğinden olası değildir) vb.'dir. [kaynak 661 gün belirtilmedi]
Asansörün tasarımıyla ilgili ciddi bir sorun enerji kaynağıdır [kaynak belirtilmemiş 661 gün]. Enerji depolama yoğunluğunun, asansörün tüm kabloya tırmanmaya yetecek kadar enerjiye sahip olmasını sağlayacak kadar yüksek olması muhtemel değildir. Olası harici enerji kaynakları lazer veya mikrodalga ışınlarıdır. Diğer seçenekler, aşağı doğru hareket eden asansörlerden gelen fren enerjisinin kullanılması; troposfer sıcaklıklarındaki fark; iyonosferik deşarj vb. Ana seçenek [kaynak belirtilmedi 661 gün] (enerji ışınları) ile ilgili ciddi sorunlar var
verimlilik ile ve her iki uçta da ısı dağılımı; ancak gelecekteki teknolojik gelişmeler konusunda iyimser olunması halinde bu mümkündür. Asansörler, kabloya binen yükü ve salınımları en aza indirmek için birbirlerini optimum mesafede takip etmelidir.
ve maksimuma çıkar
verim. Kablonun en güvenilmez alanı tabanına yakın kısımdır; birden fazla artış olmamalıdır [kaynak belirtilmemiş 661 gün].
Sadece yukarıya doğru hareket eden asansörler kapasiteyi artıracak ancak aşağı inerken frenleme enerjisinin kullanılmasına izin vermeyecek ve aynı zamanda insanları yere indiremeyecek.

Ayrıca bu tür asansörlerin bileşenlerinin yörüngede başka amaçlarla kullanılması gerekir. Her durumda, küçük asansörler büyük asansörlerden daha iyidir çünkü programları daha esnektir ancak daha fazla teknolojik kısıtlama getirirler.
Ek olarak, asansör ipliğinin kendisi de hem Coriolis kuvvetinin hem de atmosferik akışların hareketini sürekli olarak deneyimleyecektir. Üstelik, "kaldırma" sabit yörüngenin yüksekliğinin üzerinde konumlandırılması gerektiğinden, örneğin sarsıntı [kaynak belirtilmemiş 579 gün] gibi tepe yükler de dahil olmak üzere sabit yüklere maruz kalacaktır.
Ancak yukarıdaki engeller bir şekilde ortadan kaldırılabilirse o zaman bir uzay asansörü gerçekleştirilebilir. Ancak böyle bir proje son derece pahalı olacak ancak gelecekte tek kullanımlık ve yeniden kullanılabilir uzay araçlarıyla rekabet edebilir [kaynak belirtilmedi 579 gün].
Karşı ağırlık
Bu makalede bilgi kaynaklarına bağlantılar bulunmamaktadır. Bilgilerin doğrulanabilir olması gerekir, aksi takdirde sorgulanabilir ve silinebilir. ipin kendisinin önemli bir mesafe boyunca yörüngesi veya devamı Sabit bir tabanın avantajları, daha ucuz ve daha erişilebilir enerji kaynakları ve kablo uzunluğunun azaltılabilmesidir. Birkaç kilometrelik kablonun farkı nispeten küçüktür, ancak orta kısmının gerekli kalınlığının ve çıkan parçanın uzunluğunun azaltılmasına yardımcı olabilir yörünge. İkinci seçenek son zamanlarda daha popüler hale geldi çünkü uygulanması daha kolay ve ayrıca Dünya'ya göre önemli bir hıza sahip olduğu için uzun bir kablonun ucundan diğer gezegenlere yük fırlatmak daha kolay.
Açısal Momentum, Hız ve Eğim

Sidney Üniversitesi grafen kağıdı üretmeyi mümkün kıldı. Örnek testler cesaret verici: Malzemenin yoğunluğu çeliğinkinden beş ila altı kat daha düşük, çekme mukavemeti ise karbon çeliğinden on kat daha yüksek. Aynı zamanda, grafen iyi bir elektrik akımı iletkenidir ve bu da onun bir kontak veri yolu olarak gücü bir asansöre iletmek için kullanılmasına olanak tanır.
Bu makalede sunulan bilgilerin doğruluğunu ve güvenilirliğini kontrol etmek gerekir.
Tartışma sayfasında açıklama olması lazım.

Bu makalenin veya bölümün revizyonu gerekiyor.
Lütfen makaleyi makale yazım kurallarına uygun olarak geliştirin.

Ayrıca bu tür asansörlerin bileşenlerinin yörüngede başka amaçlarla kullanılması gerekir. Her durumda, küçük asansörler büyük asansörlerden daha iyidir çünkü programları daha esnektir ancak daha fazla teknolojik kısıtlama getirirler.
Ek olarak, asansör ipliğinin kendisi de hem Coriolis kuvvetinin hem de atmosferik akışların hareketini sürekli olarak deneyimleyecektir. Üstelik, "kaldırma" sabit yörüngenin yüksekliğinin üzerinde konumlandırılması gerektiğinden, örneğin sarsıntı [kaynak belirtilmemiş 579 gün] gibi tepe yükler de dahil olmak üzere sabit yüklere maruz kalacaktır.
Ancak yukarıdaki engeller bir şekilde ortadan kaldırılabilirse o zaman bir uzay asansörü gerçekleştirilebilir. Ancak böyle bir proje son derece pahalı olacak ancak gelecekte tek kullanımlık ve yeniden kullanılabilir uzay araçlarıyla rekabet edebilir [kaynak belirtilmedi 579 gün].
Karşı ağırlık

Asansör yukarı doğru hareket ettikçe asansör 1 derece eğilir çünkü asansörün üst kısmı Dünya etrafında alt kısmına göre daha hızlı hareket eder (Coriolis etkisi). Ölçek kaydedilmedi
Kablonun her bölümünün yatay hızı, Dünya'nın merkezine olan mesafeyle orantılı olarak yükseklikle birlikte artar ve coğrafi konum üzerinde ilk kaçış hızının yörüngesi. Bu nedenle bir yükü kaldırırken ek açısal momentum (yatay hız) kazanması gerekir.
Açısal momentum, Dünya'nın dönmesi nedeniyle elde edilir. İlk başta asansör kablodan biraz daha yavaş hareket eder (Coriolis etkisi), böylece kabloyu "yavaşlatır" ve hafifçe batıya doğru saptırır. 200 km/saatlik bir çıkış hızında kablo 1 derece eğilecektir. Gerilimin yatay bileşeni
dikey olmayan
kablo yükü yana çekerek doğu yönünde hızlandırır (şemaya bakın) - bu nedenle asansör ek hız kazanır. Newton'un üçüncü yasasına göre kablo Dünya'yı az da olsa yavaşlatır.
Aynı zamanda, merkezkaç kuvvetinin etkisi, kabloyu enerji açısından uygun bir dikey konuma geri dönmeye zorlar, böylece kararlı bir denge durumunda olur. Asansörün ağırlık merkezi her zaman sabit yörüngenin üzerindeyse, asansörlerin hızına bakılmaksızın düşmeyecektir.
Kargo GEO'ya ulaştığında açısal momentumu (yatay hız) kargoyu yörüngeye fırlatmak için yeterlidir.
Yükü indirirken, kabloyu doğuya eğerek ters işlem gerçekleşecektir.
Uzaya fırlat
Yapı

İnşaat devam ediyor coğrafi konumdan istasyonlar. Tek şey bu uzay aracının inebileceği yer. Bir ucu yer çekimi kuvvetiyle gerilmiş olarak Dünya yüzeyine iner. Başka bir şey için dengeleme, - ters yönde merkezkaç kuvveti tarafından çekilmektedir. Bu, inşaat için tüm malzemelerin kaldırılması gerektiği anlamına gelir sabit konuma Kargo varış noktasına bakılmaksızın geleneksel şekilde yörüngede. Yani tüm uzay asansörünü yükseltmenin maliyeti sabit konuma yörünge - projenin minimum fiyatı.
Uzay asansörünün ekonomisi

Muhtemelen uzay asansörü, uzaya kargo gönderme maliyetini büyük ölçüde azaltacaktır.
Uzay asansörlerinin yapımı pahalıdır, ancak işletme maliyetleri düşüktür, bu nedenle çok büyük hacimli kargolar için uzun süre kullanılmaları en iyisidir. Şu anda, yüklerin fırlatılmasına yönelik pazar, bir asansör inşa edilmesini haklı çıkaracak kadar büyük olmayabilir, ancak fiyattaki dramatik düşüş, daha fazla yük çeşitliliğine yol açacaktır. Diğer ulaşım altyapısı (karayolları ve demiryolları) da aynı şekilde kendini haklı çıkarıyor.
Bir asansör geliştirmenin maliyeti, bir uzay mekiği geliştirmenin maliyetiyle karşılaştırılabilir [kaynak belirtilmemiş 810 gün]. coğrafi konum üzerinde Uzay asansörünün kendisine yatırılan parayı geri getirip getirmeyeceği veya roket teknolojisinin daha da geliştirilmesine yatırım yapmanın daha iyi olup olmayacağı sorusunun hala cevabı yok.
Aktarma uydu sayısındaki sınırı unutmamalıyız sabit konuma yörünge: Şu anda uluslararası anlaşmalar, Ku frekans bandında yayın yaparken paraziti önlemek için açısal derece başına bir transponder olmak üzere 360 ​​uyduya izin vermektedir.
C frekansları için uydu sayısı 180 ile sınırlıdır. Bu nedenle, uzay asansörü toplu fırlatmalar için minimum düzeyde uygundur yörünge [kaynak 554 gün belirtilmedi] ve özellikle uzayın ve özellikle Ay'ın araştırılması için en uygun olanıdır.
Bu durum projenin gerçek ticari başarısızlığını açıklamaktadır, çünkü sivil toplum kuruluşlarının ana mali maliyetleri odaklanmıştır.
uyduları aktarmak için,

Amerika Birleşik Devletleri'nde 2005 yılından bu yana NASA'nın desteğiyle Spaceward Vakfı tarafından düzenlenen yıllık Uzay Asansör Oyunları yarışması düzenleniyor. Bu yarışmalarda “en iyi kablo” ve “en iyi robot (asansör)” olmak üzere iki kategori bulunmaktadır.
Kaldırma yarışmasında robotun, kurallarda belirlenen hızdan daha düşük olmayan bir hızla dikey bir kabloya tırmanarak belirli bir mesafeyi aşması gerekir. (yarışmalarda 2007'de standartlar şu şekildeydi: kablo uzunluğu - 100 m, minimum hız - 2 m/s).
2007 yılının en iyi sonucu 100 m mesafeyi ortalama 1,8 m/s hızla kat etmek oldu.
2009 yılındaki Uzay Asansör Oyunları yarışmasının toplam ödül fonu 4 milyon dolardı. İp gücü yarışmasında katılımcılara iki metrelik halka temin edilmelidir. ağır hizmet tipinden yapılmış
Çekme mukavemeti özel bir kurulumla test edilen, ağırlığı 2 gramdan fazla olmayan malzeme.
Yarışmayı kazanmak için, kablonun mukavemetinin bu göstergede NASA'nın elinde bulunan numuneden en az %50 daha fazla olması gerekiyor.
Şu ana kadar en iyi sonuç, 0,72 tona kadar yüke dayanabilen kabloya ait.
Yarışmaya, 2018'de bir uzay asansörü fırlatma iddiasıyla ün kazanan (daha sonra 2031'e ertelenen) Liftport Group dahil değil.

Liftport kendi deneylerini yapıyor, örneğin 2006 yılında robotik bir asansör, balonların yardımıyla gerilen güçlü bir ipe tırmandı. Asansör bir buçuk kilometrede yalnızca 460 metreyi kat etmeyi başardı. elektrikli bir lokomotifte" 31 Temmuz 1960 tarihli "Komsomolskaya Pravda" gazetesi.
Alexander Bolonkin “Roketsiz Uzaya Fırlatma ve Uçuş”, Elsevier, 2006, 488 sayfa.
http://www.scribd.com/doc/24056182

Çeşitli işlerde uzay asansörü Arthur C. Clarke'ın ünlü eserlerinden biri olan Cennet Çeşmeleri, uzay asansörü fikrine dayanmaktadır. Ayrıca bir uzay asansörü belirir ve finalde
ünlü tetralojisi A Space Odyssey'in (3001: The Final Odyssey) bazı bölümleri.
Battle Angel, bir ucunda Salem'in Gökyüzü Şehri (vatandaşlar için) ve aşağı bir şehir (vatandaş olmayanlar için) ve diğer ucunda uzay şehri Yeru olan devasa bir uzay asansörüne sahiptir. Benzer bir yapı Dünyanın diğer tarafında da bulunmaktadır.
Star Trek: Voyager'ın 3x19. bölümü "Yükseliş"te, bir uzay asansörü mürettebatın tehlikeli bir atmosfere sahip bir gezegenden kaçmasına yardımcı oluyor.
Civilization IV'ün bir uzay asansörü var. İşte daha sonraki “Büyük Mucizelerden” biri.
Timothy Zahn'ın bilim kurgu romanı “İpekböceği” (“Spinneret”, 1985) süper lif üretebilen bir gezegenden bahsediyor. Gezegenle ilgilenen ırklardan biri, bu elyafı özellikle uzay asansörü yapımı için almak istedi. Sergei Lukyanenko'nun "Yıldızlar Soğuk Oyuncaklardır" dilojisinde, dünya dışı uygarlıklardan biri, yıldızlararası ticaret sürecinde, bir uzay asansörü inşa etmek için kullanılabilecek süper güçlü iplikleri Dünya'ya teslim etti. Ancak dünya dışı uygarlıklar yalnızca ısrar etti kullanımda
onları amaçlanan amaçları doğrultusunda - doğum sırasında yardımcı olmak için.
Mobile Suit Gundam 00 animesinde üç uzay asansörü vardır; bunlara ayrıca uzay asansörünün elektrik üretmek için kullanılmasına olanak tanıyan bir güneş paneli halkası da eklenmiştir.
Anime'de Z.O.E. Dolores'in bir uzay asansörü var ve aynı zamanda bir terör saldırısı durumunda neler olabileceğini de gösteriyor.
J. Scalzi'nin (İng. Scalzi, John. Yaşlı Adamın Savaşı) bilim kurgu romanı “Zafere Mahkum” da, uzay asansör sistemleri Dünya'da, çok sayıda dünyevi kolonide ve diğer oldukça gelişmiş akıllı ırkların bazı gezegenlerinde iletişim için aktif olarak kullanılıyor. yıldızlararası gemilerin yanaşma yerleri.
Alastair Reynolds'un fantastik romanı Uçurumun Şehri yapının ayrıntılı bir tanımını veriyor ve işleyen uzay asansörü, imha süreci (bir terör saldırısı sonucu) anlatılıyor.
Terry Pratchett'in bilim kurgu romanı Strata, uzay asansörü olarak kullanılan son derece uzun yapay bir molekül olan Line'ı konu alıyor.
Zvuki Mu grubunun "Elevator to Heaven" şarkısında bahsedildi
Arc uzay gemisinin karşı ağırlık görevi gördüğü Trinity Blood anime dizisinde uzay asansöründen bahsediliyor.
Sonic Colors oyununun en başında Sonic ve Tails'in Dr. Eggman's Park'a gitmek için uzay asansörüne bindiği görülüyor.
Ayrıca bakınız

Uzay silahı
Döngüyü başlat
Uzay çeşmesi
Notlar

http://galspace.spb.ru/nature.file/lift.html Uzay asansörü ve nanoteknoloji
Uzaya - asansörde!
// KP.RU Uzay asansörü yörüngesinde Sosyo-politik ve popüler bilim
Russian Space dergisi No. 11, 2008
Karbon nanotüpleri çelikten iki kat daha güçlüdür
MEMBRAN | Dünya haberleri | Nanotüpler uzay asansöründe hayatta kalamayacak
Yeni grafen kağıdının çelikten daha güçlü olduğu ortaya çıktı
Lemeshko Andrey Viktorovich. Uzay asansörü Lemeshko A.V./ Uzay asansörü Lemeshko A.V.
tr:Uydu televizyonu#Teknoloji
Gökyüzüne çıkan asansör geleceğe bakışla rekorlar kırıyor
Uzay asansörlerine güç verebilecek bir lazer geliştirildi

LaserMotive, AUVSI'nin İnsansız Sistemleri Kuzey Amerika 2010'da Lazerle Çalışan Helikopteri Gösterecek

Büyük ödüller sunan bilimsel problemleri inceliyordum ve şu garip problemle karşılaştım: uzaya bir kablo uzatmak.

Gezegenin yüzeyinden yörünge istasyonuna kadar uzanan bir kablonun kullanımına dayalı böyle bir yapının inşa edilmesine ilişkin varsayımsal fikir ilk kez 1895 yılında Konstantin Tsiolkovsky tarafından dile getirildi. O zamandan beri bilim ve teknolojideki tüm gelişmelere rağmen proje sadece fikir aşamasında kaldı.

Bu projenin ödül fonu ne kadar?

Amerika Birleşik Devletleri'nde 2005 yılından bu yana NASA'nın desteğiyle Spaceward Vakfı tarafından düzenlenen yıllık Uzay Asansör Oyunları yarışması düzenleniyor. Bu yarışmalarda “en iyi kablo” ve “en iyi robot (asansör)” olmak üzere iki kategori bulunmaktadır.

Uzaya yükselmenin bu özel yöntemine neden bu kadar ilgi var? Ucuz bir şey düşünebilir misin? Ancak böylesine karmaşık bir altyapıyı sürdürmek, bir kabloyu kaldırmak, bir uçurumu ortadan kaldırmak bir roket fırlatmaktan daha pahalı olabilir. Böyle bir kablo kullanılarak ne kadar kütle kaldırılabilir? Çok fazla olduğunu düşünmüyorum ve enerji maliyetlerinin de hesaba katılması gerekiyor.

Artık araştırmacıların ve tasarımcıların akıllarında ELEVATOR TO SPACE hakkında dolaşan fikirler bunlar.

İnsanları ve kargoları gezegenin yüzeyinden uzaya taşıyabilen asansörler, uzayı kirleten roketlerin sonu anlamına gelebilir. Ancak böyle bir asansör yapmak son derece zordur. Uzay asansörleri kavramı uzun zamandır biliniyordu ve Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky tarafından tanıtıldı, ancak o zamandan beri böyle bir mekanizmanın pratik uygulamasına bir nebze bile yaklaşamadık. Elon Musk kısa süre önce tweet attı: "Ve lütfen en az bir metre uzunluğunda karbon nanotüp malzemesi üretene kadar bana uzay asansörleri hakkında soru sormayın."

Elon Musk, pek çok kişi tarafından zamanımızın ileri görüşlüsü olarak kabul ediliyor; özel uzay araştırmalarının öncüsü ve insanları Los Angeles'tan San Francisco'ya metal bir tüp aracılığıyla yalnızca birkaç dakikada taşıyabilen Hyperloop ulaşım sistemi fikrinin arkasındaki adam. 35 dakika. Ancak onun bile çok uzak olduğunu düşündüğü bazı fikirler var. Bir uzay asansörü dahil.

“İnanılmaz derecede zor. Bir uzay asansörü inşa etmenin gerçekçi bir fikir olduğunu düşünmüyorum" diyen Musk, geçen Ekim ayında MIT'de düzenlenen bir konferansta şunları söyledi ve Los Angeles'tan Tokyo'ya bir köprü inşa etmenin uzaya malzeme taşıyabilecek bir asansörden daha kolay olacağını ekledi.

İnsanları ve yükleri, Dünyanın dönüşüyle ​​yerinde tutulan dev bir kablo boyunca ilerleyen kapsüller içinde uzaya göndermek, Arthur C. Clarke gibi bilim kurgu yazarlarının eserlerinde tasvir edilmişti, ancak gerçek dünyada pratik olması pek mümkün değildi. Görünüşe göre kendimizi kandırıyoruz ve yeteneklerimiz bu karmaşık teknik sorunu çözmeye yetmiyor mu?

Uzay asansörlerinin savunucuları bunun yeterli olduğunu düşünüyor. Kimyasal roketleri modası geçmiş, riskli, çevreye zarar veren ve finansal bir yük olarak görüyorlar. Onların alternatifi aslında uzaya giden bir tren hattıdır: Dünya üzerindeki bir çapadan, gezegenin etrafında sabit bir yörüngede bir karşı ağırlığa bağlı ağır hizmet halatı üzerinde hareket eden elektrikle çalışan bir uzay aracı. Uzay asansörleri, faaliyete geçtikten sonra, mevcut oranlarda kilogram başına 20.000 ABD dolarına kıyasla, uzaya kilogram başına 500 ABD doları kadar düşük bir maliyetle yük taşıyabilir.

Uluslararası Uzay Asansörü Konsorsiyumu başkanı Peter Swan, "Bu olağanüstü derecede güçlü teknoloji, güneş sistemini insanlığa açabilir" diyor. “İlk asansörlerin robotik olacağını düşünüyorum ve 10-15 yıl içinde insanları taşıyabilecek kadar güvenli 6-8 asansör yapacağız.”

Ne yazık ki böyle bir yapının yalnızca 100.000 kilometre uzunluğa (Dünya'nın çevresinin iki katından daha fazla) sahip olması gerekmiyor, aynı zamanda kendi ağırlığını da desteklemesi gerekiyor. Şu ana kadar Dünya'da bu özelliklere sahip hiçbir malzeme bulunmuyor.

Ancak bazı bilim insanları bunun yapılabileceğine ve bu yüzyıl içinde gerçeğe dönüşeceğine inanıyor. Büyük Japon inşaat şirketi 2050 yılına kadar yaratma sözü verdi yıl. Yakın zamanda nanofiberlerden yapılmış elmas benzeri bir malzeme geliştiren Amerikalı araştırmacılar, aynı zamanda uzay asansörü için bir kablonun da yüzyılın sonundan önce ortaya çıkacağına inanıyor.

Böyle inanılmaz bir yapının tasarımı, ince ve ultra güçlü karbon nanotüplerden yapılmış özel bir kabloya dayanacak. Bu kablonun uzunluğu 96 bin kilometre olacak.

Fizik yasalarına göre, merkezkaç dönme kuvveti, böyle bir kablonun düşmesini önleyecek ve onu tüm uzunluğu boyunca gerecektir. Başarılı olması durumunda asansör, saatte 200 km hızla hareket edebilecek ve kabinde 30 kişiye kadar kaldırabilecek. Asansörün bir haftada ulaşacağı 36 bin kilometre yükseklikte bir durak planlanıyor. Asansör turistleri bu yüksekliğe çıkaracak, araştırmacılar ve uzmanlar en tepeye çıkabilecek.

Uzay asansörüne yönelik modern fikirlerin tarihi, Konstantin Tsiolkovsky'nin Paris'te yeni inşa edilen Eyfel Kulesi'nden ilham aldığı ve uzay aracının roket olmadan yörüngeden fırlatılabilmesi için uzaya uzanan bir bina inşa etmenin fiziğini hesapladığı 1895 yılına kadar uzanıyor. Arthur C. Clarke'ın 1979 tarihli romanı Cennetin Çeşmeleri'nde baş kahraman, bugün tanıtılana benzer tasarıma sahip bir uzay asansörü inşa eder.

Ama bunu nasıl gerçeğe dönüştürebiliriz? University College London'daki Yükseklik, Uzay ve Ekstrem Tıp Merkezi'nin kurucusu Kevin Fong, "Bu fikrin çirkinliğini seviyorum" diyor. "İnsanların bu fikirden neden hoşlandığını anlayabiliyorum, çünkü alçak Dünya yörüngesine ucuz ve güvenli bir şekilde ulaşabilseydiniz, iç güneş sistemi çok yakında emrinizde olurdu."

Güvenlik Sorunları

Tökezleyen blok, böyle bir sistemin nasıl inşa edileceğidir. Fong, "Öncelikle, henüz var olmayan, ancak taşımayı desteklemek ve inanılmaz dış kuvvetlere dayanmak için doğru kütle ve yoğunluk özelliklerine sahip, güçlü ve esnek bir malzemeden üretilmiş olması gerekiyor" diyor. "Bütün bunların, türümüzün tarihindeki en iddialı yörünge misyonları ve alçak ve yüksek Dünya yörüngesinde uzay yürüyüşleri serisini gerektireceğini düşünüyorum."

Ayrıca güvenlik kaygılarının da bulunduğunu ekliyor. "Böyle bir şeyin inşasıyla ilgili önemli teknik zorlukları çözebilsek bile, ortaya çıkan görüntü, üzerinde tüm o uzay çöplerinin ve enkazların oluşturduğu deliklerin olduğu dev bir peynirin korkunç bir resmidir."

Geçtiğimiz 12 yılda üç detaylı detaylı tasarım sunuldu. Brad Edwards ve Eric Westling tarafından 2003 yılında Space Elevators kitabında yayınlanan ilki, Dünya tabanlı lazerlerle desteklenen 20 tonluk bir yükün kilogram başına 150 dolar maliyetle ve toplam 6 milyar dolarlık inşaat maliyetiyle taşınmasını öngörüyordu.

Bu konsepti temel alan Uluslararası Astronot Birliği'nin 2013 tasarımı, kabini zaten ilk 40 kilometre boyunca hava koşullarına dayanıklı hale getirmiş ve ardından güneş panelleriyle donatmıştı. Bu plan kapsamında ulaşımın kilogram başına maliyeti 500 dolardır ve tüm yapının inşası ilk proje için 13 milyar dolara mal olmaktadır (o zaman her zaman daha ucuzdur).

Bu teklifler arasında Dünya yörüngesinde yakalanmış bir asteroit şeklinde bir karşı ağırlık da yer alıyor. IAA raporu, bu öğenin bir gün mümkün olabileceğini, ancak yakın gelecekte mümkün olmayacağını belirtiyor.

yüzen çapa

Bunun yerine, 6.300 tonluk ipi destekleyecek 1.900 tonluk kısım, ipi uzaya taşıyan uzay aracı ve araçlardan monte edilebilir. Ayrıca, işlevini yitirmiş ve uzay enkazı olarak yörüngede asılı kalan, ele geçirilen uydularla da desteklenecek.

Ayrıca, Dünya üzerindeki çapanın, taşıma kapasitesini artıracağı için ekvatora yakın büyük bir tanker veya uçak gemisi boyutunda yüzen bir platform olarak hayal edilmesini de önerdiler. Tercih edilen konum Galapagos Adaları'nın 1000 kilometre batısındaki bir noktadır: burada kasırgalar, tayfunlar ve kasırgaların nadir olduğu düşünülmektedir.

Japonya'nın beş büyük inşaat şirketinden biri olan Obayashi Corp., geçen yıl, yüksek hızlı demiryolunda kullanılanlar gibi maglev motorlarla çalışan robotik araçları taşıyan daha da sağlam bir uzay asansörü planlarını açıkladı. Gerekli kablo gücüne sahip insanları taşıyabilirler. Bu tasarımın maliyeti tahmini olarak 100 milyar dolar olacak, ancak ulaşımın kilogram başına 50-100 dolar arasında bir maliyeti olacak.

Swan, kesinlikle pek çok engel olmasına rağmen, günümüzde bir uzay asansörü inşa etmenin imkansız olacağı tek bileşenin kablonun kendisi olduğunu söylüyor.

"Kablo yapmak için gerekli malzemeyi bulmak büyük bir teknolojik sorundur" diyor. - Diğer her şey saçmalık. Bütün bunları zaten yapabiliyoruz."

Elmas teller

Önde gelen yarışmacı, laboratuvarda oluşturulan, 63 gigapaskal çekme mukavemetine sahip, yani en iyi çelikten 13 kat daha güçlü, karbon nanotüplerden yapılmış bir kablodur.

Karbon nanotüplerin maksimum uzunluğu, 1991 yılındaki keşiflerinden bu yana sürekli olarak artmaktadır. 2013 yılında Çinli bilim adamları zaten yarım metre uzunluğa ulaştı. IAA raporunun yazarları, 2022 yılına kadar karbon nanotüplerden yapılmış bir kilometre uzunluğunda kablo ve 2030 yılına kadar bir uzay asansörü üretmek için gerekli uzunluğu öngörüyor.

Bu arada, Eylül ayında uzay ipi için yeni bir yarışmacı açıklandı. Pennsylvania Eyalet Üniversitesi'nde kimya profesörü olan John Budding liderliğindeki bir ekip, Nature dergisinde, karbon nanotüplerden daha güçlü ve daha sert olabilecek ultra ince elmas nanofiberler oluşturduklarını söyledikleri bir makale yayınladı.

Ekip benzeni 200.000 atmosfer atmosfer basıncında sıkıştırarak işe başladı. Basınç yavaş yavaş kaldırıldığında atomlar, tetrahedron gibi yeni, oldukça düzenli bir yapı halinde yeniden bir araya geldi.

Bu şekiller birbirine bağlanarak yapı olarak elmasa son derece benzeyen ultra ince nano lifler oluşturdu. Boyutlarından dolayı mukavemetlerini doğrudan ölçmek henüz mümkün olmasa da teorik hesaplamalar, elyafların günümüzde mevcut olan en güçlü sentetik malzemelerden daha güçlü ve daha sert olabileceğini göstermiştir.

Risk azaltma

Budding, "Elmas nanofiberlere veya karbon nanotüplere dayalı malzemeleri yeterince uzun ve yeterince iyi yapmayı öğrenebilirsek, bilim hemen bir uzay asansörü inşa etmeye başlayabileceğimizi öne sürüyor" diyor.

Ancak bu malzemelerden birinin yeterince güçlü olduğu ortaya çıksa bile, bir uzay asansörünün ayrı ayrı elemanlarının montajı ve kurulumu oldukça sorunlu bir girişim olmaya devam ediyor. Diğer baş ağrıları arasında güvenlik, bağış toplama, rakip çıkarların karşılanması vb. yer alacak. En azından Swan bu konuda endişelenmiyor.

"Tıpkı kıtalararası ilk demiryolunu, Panama ve Süveyş kanallarını inşa edenler gibi elbette ciddi sorunlar olacaktır" diyor. "Çok fazla zaman ve para gerektirecek, ancak tüm büyük girişimler gibi engelleri yalnızca bir kez aşmanız gerekiyor."

Musk bile bu fikri itibarsızlaştırmayı başaramıyor. "Bu kesinlikle şu anda konuşabileceğimiz bir konu değil" dedi. "Fakat biri beni aksi yönde ikna edebilirse bu harika olur."

Bazı bilim adamları ise böyle bir asansörün hiçbir zaman yapılmayacağının beş nedenini şöyle dile getiriyorlar:

1. Kabloyu taşıyacak kadar sağlam malzeme yok

Kablo üzerindeki yük 100.000 kg/m'yi aşabilir, dolayısıyla üretimi için kullanılan malzemenin esnemeye karşı son derece yüksek bir dayanıklılığa ve aynı zamanda çok düşük yoğunluğa sahip olması gerekir. Böyle bir malzeme olmasa da, artık gezegendeki en güçlü ve en elastik malzeme olarak kabul edilen karbon nanotüpler bile uygun değil.

Ne yazık ki, bunları üretme teknolojisi henüz geliştirilmeye başlıyor. Şimdiye kadar çok küçük malzeme parçaları elde etmek mümkün oldu: oluşturulan en uzun nanotüp birkaç santimetre uzunluğunda ve birkaç nanometre genişliğinde. Bundan yeterince uzun bir kablo yapmanın mümkün olup olmayacağı hala bilinmiyor.

2. Tehlikeli titreşimlere duyarlılık

Kablo, öngörülemeyen güneş rüzgarı rüzgarlarına karşı duyarlı olacaktır - etkisi altında bükülecek ve bu, asansörün stabilitesini olumsuz yönde etkileyecektir. Mikromotorlar kabloya stabilizatör olarak takılabilir ancak bu önlem yapının bakımı açısından ek zorluklar yaratacaktır. Ayrıca bu durum "tırmanıcı" olarak adlandırılan özel kabinlerin kablo boyunca hareket etmesini zorlaştıracaktır. Kablo büyük olasılıkla onlarla rezonansa girecektir.

3. Coriolis kuvveti

Kablo ve “tırmanıcılar” Dünya yüzeyine göre hareketsizdir. Ancak cisim dünyanın merkezine göre yüzeyde 1.700 km/saat, yörüngede ise 10.000 km/saat hızla hareket edecektir. Buna göre, fırlatma sırasında “tırmanıcılara” bu hızın verilmesi gerekiyor. "Tırmanıcı" kabloya dik yönde hızlanır ve bu nedenle kablo bir sarkaç gibi sallanır. Aynı zamanda kablomuzu Dünya'dan koparmaya çalışan bir kuvvet ortaya çıkıyor. Kuvvet, kablonun sapması ile ters orantılıdır ve yükün kaldırma hızı ve kütlesi ile doğru orantılıdır. Böylece Coriolis kuvveti, yüklerin sabit yörüngeye hızla kaldırılmasını engeller.
Coriolis kuvvetiyle, Dünya'dan ve yörüngeden iki "tırmanıcıyı" aynı anda fırlatarak mücadele edilebilir, ancak daha sonra iki yük arasındaki kuvvet kabloyu daha da gerecektir. Diğer bir seçenek ise tırtıl pistlerinde acı verici derecede yavaş bir yükseliştir.

4. Uydular ve uzay enkazları

Geçtiğimiz 50 yıl boyunca insanlık, uzaya pek çok nesne fırlattı - yararlı ve o kadar da yararlı değil. Ya asansör imalatçıları tüm bunları bulup kaldırmak zorunda kalacak (faydalı uyduların veya yörünge teleskoplarının sayısı göz önüne alındığında bu imkansız) ya da nesneyi çarpışmalardan koruyan bir sistem sağlayacak. Kablo teorik olarak hareketsizdir, bu nedenle Dünya çevresinde dönen herhangi bir cisim er ya da geç onunla çarpışacaktır. Ayrıca çarpışma hızı bu gövdenin dönüş hızına hemen hemen eşit olacağından kabloya büyük zarar verilecektir. Kablo manevra yapılamaz ve uzun olduğundan çarpışmalar sıklaşacaktır.
Bununla nasıl başa çıkılacağı henüz belli değil. Bilim insanları çöpleri yakacak yörüngesel bir uzay lazeri yapmaktan bahsediyor ancak bu tamamen bilim kurgu dünyasının dışında.

5. Sosyal ve çevresel riskler

Uzay asansörü bir terörist saldırısının hedefi haline gelebilir. Başarılı bir yıkım operasyonu çok büyük hasara neden olacak ve hatta tüm projeyi gömebilir, bu nedenle asansörle aynı zamanda onun etrafında 24 saat boyunca bir savunma inşa etmeniz gerekecektir.

Çevreciler, kablonun çelişkili bir şekilde dünyanın eksenini değiştirebileceğine inanıyor. İp yörüngede sıkı bir şekilde sabitlenecek ve üstteki herhangi bir hareket Dünya'ya yansıyacak. Bu arada, aniden kırılırsa ne olacağını hayal edebiliyor musun?

Dolayısıyla böyle bir projenin Dünya üzerinde hayata geçirilmesi oldukça zordur. Şimdi iyi haber: Ay'da çalışacak. Uydudaki çekim kuvveti çok daha azdır ve neredeyse hiç atmosfer yoktur. Dünyanın yerçekimi alanında bir çapa oluşturulabilir ve Ay'dan gelen bir kablo Lagrange noktasından geçecektir - böylece gezegen ile doğal uydusu arasında bir iletişim kanalı elde etmiş oluruz. Uygun koşullar altında böyle bir kablo, günde yaklaşık 1000 ton kargoyu dünya yörüngesine taşıyabilecek. Elbette malzemenin süper güçlü olması gerekecek, ancak temelde yeni bir şey icat etmenize gerek kalmayacak. Doğru, Gomanov yörüngesi adı verilen etki nedeniyle "ay" asansörünün uzunluğunun yaklaşık 190.000 km olması gerekecek.

kaynaklar