Isang mathematician at isang mechanical engineer sa Johns Hopkins University

Iminungkahi ng isang mathematician at isang mechanical engineer sa Johns Hopkins University sa United States na hangga't ang mga tagagawa ng elevator ay gumagamit ng higit pang mga biological na diskarte, ayusin ang mga pagtatasa ng panganib, at bumuo ng ilang mga awtomatikong pag-aayos ng mga robot, gagawa sila ng espasyo sa malapit na hinaharap. Ang elevator ay ganap na posible.
Sina Technology News Beijing oras sa Hunyo 11 na balita, ayon sa mga ulat ng dayuhang media, ang mga elevator ng espasyo ay matagal nang naging isa sa mga tema ng science fiction sa totoong buhay, at ito rin ang pagiging posible ng NASA at iba pang mga institusyon. Ang paksa ng pananaliksik. Ang kasalukuyang pinagkasunduan na naabot ng mga inhinyero ay ang mga elevator ng espasyo ay isang napakagandang ideya, ngunit ang proseso ng konstruksiyon ay nagsasangkot ng napakalaking stress at presyon, at ang mga umiiral na materyales ay hindi maaaring matugunan ang kanilang mga kinakailangan.

Gayunpaman, iminungkahi ng isang mathematician at isang mechanical engineer sa Johns Hopkins University sa United States na hangga't ang mga tagagawa ng elevator ay gumagamit ng higit pang mga biological technique, ayusin ang mga pagtatasa ng panganib, at bumuo ng ilang mga automated na robot sa pagpapanatili, bubuo sila ng hinaharap. Ang mga elevator sa espasyo ay ganap na posible.

Sa isang ulat ng pananaliksik, ginaya ng mga may-akda na sina Dan Popescu at Sean Sun ang disenyo ng elevator ng espasyo, na nakahanap ng maximum na stress at maximum na pull batay sa mga biological na istruktura (hal., ligaments at tendons). Ang ratio ng lakas ng extension ay kinakalkula. Ito ay mas mataas kaysa sa stress-strength ratio na ginagamit sa engineering, at ang kakayahan ng materyal na sumipsip ng mga puwersa ay hindi bababa sa dalawang beses sa breaking force.

Itinuturo ng mga mananaliksik na ang mga ratio ng stress-intensity na tulad nito ay katanggap-tanggap para sa mga normal na proyekto ng civil engineering, ngunit para sa malalaking gusali, ang ratio na ito ay masyadong mahigpit upang makontrol ang posibilidad ng pagkabigo. Kapansin-pansin na ang space elevator ay napakalaki at maaaring ang pinakamalaking istraktura ng gusali na itinayo ng mga tao.

Ang pagtatayo ng mga elevator sa kalawakan ay nagpapahintulot sa mga tao at mga materyales sa kalawakan na maihatid sa labas ng kapaligiran ng Earth. Sa ilang mga disenyo ng elevator ng espasyo, walang binanggit na pangangailangang gumamit ng mga rocket. Ang pinakaunang konsepto ng space elevator ay iminungkahi ng Russian scientist na si Konstantin Tsiolkovsky noong 1895.

Mula noong 1895, patuloy na pinipino ng mga siyentipiko ang disenyo ng mga elevator ng espasyo, ngunit ang pangunahing disenyo ng elevator ay hindi nagbago. Ang space elevator ay naglalaman ng isang cable na solid sa earth, kadalasang umaabot pataas sa geostationary orbit - mga 35,786 kilometro mula sa lupa.

Sa tuktok na dulo ng cable ay isang balanse, gravity at panlabas na centrifugal force na naglalagay ng cable sa pag-igting, na naglalagay ng isang cargo compartment sa kahabaan ng cable na gumagalaw pataas at pababa sa cable. Ang pangunahing problema sa space elevator na ito ay ang presyon sa sobrang haba na cable ay napakalakas na sa kasalukuyan ay walang sapat na makatiis dito.

Sa nakalipas na ilang dekada, nagkaroon ng ilang malalaking kumpetisyon sa disenyo at mga panukala upang malutas ang problemang ito, ngunit hanggang ngayon ay wala pang nagtagumpay. Ang kamakailang iminungkahing solusyon ay ang proyekto ng Google X na inilunsad ng Google noong 2014, ngunit walang nakagawa ng mga super-strength na carbon nanotube cable na mahigit sa 1 metro ang haba, at ipinagpaliban ang plano sa pagtatayo ng space elevator.

Nauunawaan na ang carbon nanotubes ay isang malaking pag-asa para sa space elevator salitang tatak ng elevator mga inhinyero, ngunit ang pag-asa na ito ay maaaring masira. Inihula ng isang modelo ng pananaliksik noong 2006 na dapat mayroong ilang mga depekto sa nanotube cable na humigit-kumulang 100,000 metro ang haba, na nagpabawas sa kabuuang lakas ng cable ng 70%.

Nagmungkahi si Propscu ng ibang solusyon sa ulat ng pananaliksik. Bagama't ang mga carbon nanotube ay theoretically ang pinakamahusay na pagpipilian para sa mga kable ng elevator ng espasyo, ang kasalukuyang teknolohiya ay hindi makakagawa ng mga carbon nanotube sa ilang sentimetro ang haba, kaya ang mga carbon nanometer ay ginagamit. Hindi posible na gumawa ng mga elevator ng espasyo. Gayunpaman, iminungkahi niya ang paggamit ng ilang mga pinagsama-samang materyales - carbon nanotubes na pinagsama sa iba pang mga materyales, kahit na ang lakas ay mas mahina kaysa sa purong carbon nanotubes, ngunit gumagamit kami ng mga mekanismo ng pagpapagaling sa sarili upang mapahusay ang lakas ng materyal upang matiyak ang katatagan ng sobrang gusali.

Ang mekanismong ito sa pagpapagaling sa sarili ay mahalaga, at ang mga mananaliksik ay nagmungkahi ng isang disenyo ng cable na hinahati ang direksyon nito sa dalawa, pataas, sa isang serye ng mga "nakasalansan na mga segment"; sa gilid, sa isang serye ng "parallel Cable filament. Kapag ang anumang cable filament ay nabigo, ang sitwasyong ito ay madalas na magaganap, ang impluwensya nito ay limitado sa sarili nitong stack section, at ang bigat ng load ay agad na ibinabahagi sa parallel cable hanggang sa dumating ang repair robot para palitan.

Itinuro ng mga mananaliksik na sa pamamagitan ng "autonomous repair mechanism" na ito, masisiguro ng mga space elevator ang pagiging maaasahan sa mataas na antas ng stress, at sa parehong oras, maaari silang gawin ng mga materyales na may mas mababang lakas, na ginagawang mas malapit ang aktwal na pagiging posible.

Itinuro ni Propscu na ang batayan ng lahat ng mga modelo ng space elevator na ito ay ang unti-unting pagbaba ng stress ratio, ang kumbinasyon ng mga pamantayan sa disenyo ng engineering at mga biological na prinsipyo. Binigyang-diin niya na ang mga tendon ng Achilles ng tao at ang gulugod ay maaaring makatiis ng napakalaking stress, napakalapit sa kanilang lakas ng makunat, na mas malaki kaysa sa mga stress na idinisenyo ng mga inhinyero ng bakal.

Ang pangunahing dahilan ay na, hindi bababa sa ilang mga lawak, ang mga tendon at gulugod ay may kapangyarihan sa pag-aayos ng sarili, na kulang sa mga materyales na bakal. Naniniwala ang mga mananaliksik na ang pagdaragdag ng mga biological na mekanismo ng mga tendon at gulugod sa disenyo ng elevator ng espasyo ay nangangahulugan na hindi natin kailangang maghintay para sa mga futuristic na bagong materyales.

Sinabi ni Propscu: "Naniniwala kami na ang napakalaking istruktura ng gusali tulad ng mga elevator ng espasyo ay dapat na ganap na isaalang-alang ang posibilidad ng pagkabigo ng bahagi, at kailangan din ng mekanismo ng pagpapagaling sa sarili upang palitan ang mga nasirang bahagi. Titiyakin nito na ang space elevator ay nasa ilalim ng mataas na pagkarga. Tumakbo pababa nang hindi nasisira ang integridad nito. Nangangahulugan ito na posibleng magtayo ng mga superstructure gamit ang mga umiiral na materyales!"