Kako bi radio lift

Svemirski lift je predloženi transportni sustav koji povezuje Zemljinu površinu i svemir. Dizalo bi omogućilo vozilima da putuju u orbitu ili u svemir bez korištenja rakete. Iako putovanje liftom ne bi bilo brže od putovanja raketama, bilo bi mnogo jeftinije i moglo bi se neprekidno koristiti za prijevoz tereta i eventualno putnika.

Konstantin Tsiolkovsky prvi je opisao svemirski lift 1895. godine. Tsiolkovksy je predložio izgradnju kule od površine do geostacionarne orbite, u osnovi čineći nevjerojatno visoku zgradu. Problem s njegovom idejom bio je u tome što će sve srušiti strukturu težina iznad toga. Suvremeni koncepti dizala u svemiru temelje se na drugačijem principu - napetosti. Dizalo bi bilo izgrađeno pomoću kabela pričvršćenog na jednom kraju Zemljine površine i masivnog protuteže na drugom kraju, iznad geostacionarne orbite (35.786 km). Gravitacija povukao bi se prema kablu, dok centrifugalna sila iz orbite bi se protuteža povukla prema gore. Suprotstavljene snage smanjile bi napon na dizalu, u usporedbi s izgradnjom kule u svemir.

Dok normalno dizalo koristi pokretne kablove da bi povuklo platformu gore i dolje, prostor dizala bi oslanjajte se na uređaje koji se zovu gusjeničari, penjači ili dizači koji putuju stacionarnim kabelom ili vrpca. Drugim riječima, dizalo bi se kretalo po kablu. Više penjača trebalo bi putovati u oba smjera kako bi kompenziralo vibracije od Coriolisove sile koja djeluje na njihovo kretanje.

Postav za dizalo bio bi ovako: Masivna stanica, zarobljeni asteroid ili grupa penjača trebala bi biti postavljena više od geostacionarne orbite. Budući da bi napetost kabela bila maksimalna u orbitalnom položaju, kabel bi bio tamo najdeblji, sužavajući se prema Zemljinoj površini. Najvjerojatnije bi se kabel ili rasporedio iz svemira ili izgradio u više sekcija, pomičući se prema Zemlji. Penjači bi pomicali kabel gore i dolje na valjcima koji su zadržani trenjem. Snaga se može opskrbiti postojećom tehnologijom, poput bežičnog prijenosa energije, solarne energije i / ili pohranjene nuklearne energije. Točka spajanja na površini mogla bi biti pokretna platforma u oceanu, koja nudi sigurnost dizala i fleksibilnost za izbjegavanje prepreka.

Putovanje svemirskim dizalom ne bi bilo brzo! Vrijeme putovanja od jednog do drugog kraja bilo bi nekoliko dana do mjeseca. Da biste udaljenost stavili u perspektivu, ako bi se penjač kretao brzinom od 300 km / h (190 mph), trebalo bi pet dana da dosegnete geosinhronu orbitu. Budući da alpinisti moraju raditi zajedno s drugima na kablu da bi bili stabilni, vjerojatno će napredak biti mnogo sporiji.

Najveća prepreka u izgradnji dizala u svemiru je nedostatak materijala s dovoljno visokim brojem vlačna čvrstoća i elastičnost i dovoljno niska gustoća za izgradnju kabela ili vrpce. Do sada bi najjači materijali za kabel bili dijamantni nanovodi (prvi sintetizirani 2014.) ili ugljikove nanotubule. Te materijale tek treba sintetizirati na dovoljnu količinu duljine ili vlačne čvrstoće i gustoće. kovalentne kemijske veze povezivanje atoma ugljika u ugljikovim ili dijamantnim nanocijevima može podnijeti samo toliko stresa prije nego što otkopčate ili rastrgnete. Znanstvenici izračunavaju naprezanje koje veze mogu podržati, potvrđujući da iako je moguće da jednog dana možete saviti vrpcu dovoljno dugu da protežući se od Zemlje do geostacionarne orbite, ona neće moći podnijeti dodatni stres iz okoline, vibracija i penjača.

Vibracije i kolebanje ozbiljno su razmatranje. Kabel bi bio osjetljiv na pritisak od solarni vjetar, harmonike (tj. poput jako duge violine), udare munje i kolebanje od Coriolisove sile. Jedno bi rješenje bilo kontrolirati kretanje alata za indeksiranje kako bi se kompenzirali neki od učinaka.

Drugi problem je što je prostor između geostacionarne orbite i Zemljine površine prekriven svemirskim smećem i krhotinama. Rješenja uključuju čišćenje kopnenog svemira ili omogućavanje protuteže orbitali da izbjegne prepreke.

Ostala pitanja uključuju koroziju, mikrometeoritne utjecaje i učinke Van Allenovih zračnih pojaseva (problem i za materijale i za organizme).

Veličina izazova zajedno s razvojem raketa za višekratnu upotrebu, poput onih razvijenih SpaceX je smanjio interes za svemirske dizale, ali to ne znači da je ideja o dizalu mrtav.

Prikladni materijal za svemirsko dizalo sa zemljom tek treba razviti, ali postojeći materijali dovoljno su snažni da podržavaju svemirsko dizalo na Mjesecu, drugim mjesecima, Marsu ili asteroidima. Mars ima oko trećine gravitacije Zemlje, ali se okreće približno istom brzinom, pa bi marsovski svemirski lift bio znatno kraći od ugrađenog na Zemlji. Dizalo na Marsu moralo bi se baviti niskom orbitom od mjesec Phobos, koji redovito presijeca Marsovski ekvator. S druge strane, mjesečevo dizalo je složenost da se Mjesec ne okreće dovoljno brzo da bi ponudio stacionarnu točku orbite. Međutim, Lagrangijeve točke mogla se umjesto toga koristiti. Iako bi lunarno dizalo bilo dugačko 50 000 km na bliskoj strani Mjeseca, a još dulje na njegovoj krajnjoj strani, niža gravitacija čini izgradnju izvedivom. Marsovsko dizalo moglo bi osigurati stalni transport izvan gravitacije planete, dok bi se mjesečevo dizalo moglo koristiti za slanje materijala s Mjeseca do mjesta na kojemu je Zemlja lako dostupna.

Brojne tvrtke predložile su planove za dizala u svemiru. Studije izvodljivosti pokazuju da dizalo neće biti izgrađeno dok (a) ne bude otkriven materijal koji može poduprijeti napetost Zemaljskog dizala ili (b) ako postoji potreba za liftom na Mjesecu ili Marsu. Iako je vjerojatno da će se ti uvjeti ispuniti u 21. stoljeću, dodavanje vožnje svemirskim dizalom na vašu listu kanta može biti preuranjeno.

• Landis, Geoffrey A. & Cafarelli, Craig (1999). Predstavljen kao rad IAF-95-V.4.07, 46. kongres Međunarodne astronautičke federacije, Oslo Norveška, 2. do 6. listopada 1995. "Preispitan je toranj Tsiolkovski". Časopis Britanskog interplanetarnog društva. 52: 175–180.
• Cohen, Stephen S.; Misra, Arun K. (2009). "Učinak prolaska penjača na dinamiku svemirskog dizala". Acta Astronautica. 64 (5–6): 538–553.
• Fitzgerald, M., Swan, P., Penny, R. Swan, C. Arhitekture svemirskog dizala i putokazi, Lulu.com Publishers 2015