Hari ini, penerokaan angkasa lepas bukan sahaja idea di seluruh dunia, ia adalah matlamat yang setiap negara dan gabungan mereka secara keseluruhannya berusaha. Untuk penerokaan ruang angkasa selanjutnya, serta penjajahan planet yang berjaya, pembangunan teknologi yang intensif diperlukan, yang mungkin membawa kepada kemunculan alat, cara dan kaedah pergerakan baru di angkasa lepas. Eksperimen yang menggalakkan pembangunan teknologi sedemikian dijalankan di stesen orbit seperti ISS atau Tiangong.

Atas sebab ini, sebahagian daripada penyelidikan hari ini yang mengagumkan dalam bidang angkasawan bertujuan untuk meningkatkan produktiviti stesen ini dan krew mereka, serta mengurangkan kos mengendalikan stesen dan mengekalkan sumber manusia. Seterusnya, kami menganggap salah satu projek yang paling bercita-cita tinggi dan berskala besar di kawasan ini - lif angkasa.

Tujuan utama membina lif angkasa adalah untuk mengurangkan kos penghantaran kargo ke orbit Bumi. Hakikatnya penghantaran apa-apa kargo ke stesen orbit menggunakan kapal angkasa pengangkutan agak mahal. Sebagai contoh, salah satu kapal pengangkutan NASA, yang dibangunkan oleh SpaceX - Dragon, memerlukan kos pelancaran kira-kira $ 133 juta, manakala semasa misi terakhir (SpaceX CRS-9) kapal itu dimuatkan dengan 5000 paun (2268 kg). Oleh itu, jika anda mengira kos satu paun, ia akan menjadi 58.6 ribu dolar setiap 1 kg.

Kesan artis tentang lif angkasa lepas

Di sebalik krisis dan perang sekatan, terdapat minat yang besar dalam bidang angkasawan di negara-negara bertamadun dan maju dari segi ekonomi. Ini difasilitasi oleh kemajuan dalam pembangunan sains roket dan dalam kajian ruang dekat Bumi, planet-planet sistem suria dan pinggirannya menggunakan kapal angkasa. Semakin banyak negeri menyertai perlumbaan angkasa lepas. China dan India dengan lantang mengisytiharkan cita-cita mereka untuk meneroka Alam Semesta. Monopoli struktur negara Rusia, Amerika Syarikat dan Eropah dalam penerbangan melangkaui atmosfera Bumi menjadi perkara yang sudah berlalu. Perniagaan menunjukkan minat yang semakin meningkat untuk mengangkut orang dan kargo ke orbit angkasa lepas. Syarikat telah muncul yang diketuai oleh peminat yang meminati ruang. Mereka sedang membangunkan kedua-dua kenderaan pelancaran baharu dan teknologi baharu yang akan memungkinkan untuk membuat lompatan dalam penerokaan Alam Semesta. Idea yang dianggap tidak boleh dilaksanakan semalam sedang dipertimbangkan dengan serius. Dan apa yang dianggap buah imaginasi feveret penulis fiksyen sains kini menjadi salah satu projek yang mungkin akan dilaksanakan dalam masa terdekat.

Satu projek sedemikian boleh menjadi lif angkasa lepas.

Betapa realistiknya ini? Wartawan BBC Nick Fleming cuba menjawab soalan ini dalam artikelnya "Elevator in Orbit: Science Fiction or a Matter of Time?", yang dibawa kepada perhatian mereka yang berminat dengan ruang angkasa.

Lif ke orbit: fiksyen sains atau masalah masa?

Terima kasih kepada lif angkasa lepas yang mampu menghantar manusia dan kargo dari permukaan Bumi ke orbit, manusia boleh meninggalkan penggunaan roket yang berbahaya kepada alam sekitar. Tetapi mencipta peranti sedemikian tidak mudah, seperti yang diketahui oleh wartawan BBC Future.

Apabila bercakap mengenai ramalan mengenai pembangunan teknologi baharu, ramai yang menganggap kuasa jutawan Elon Musk, salah seorang pemimpin dalam sektor penyelidikan bukan kerajaan, yang menghasilkan idea Hyperloop - sebuah projek perkhidmatan penumpang saluran paip laju antara Los Angeles dan San Francisco (masa perjalanan hanya mengambil masa 35 minit). Tetapi terdapat projek yang walaupun Musk anggap hampir mustahil. Contohnya, projek lif angkasa lepas.

"Ini adalah tugas yang terlalu rumit secara teknikal. Tidak mungkin lif angkasa boleh dibuat dalam realiti," kata Musk pada persidangan di Institut Teknologi Massachusetts pada musim gugur lalu. Pada pendapatnya, adalah lebih mudah untuk membina jambatan antara Los Angeles dan Tokyo daripada membina lif ke orbit.

Idea menghantar orang dan kargo ke angkasa di dalam kapsul yang meluncur ke atas di sepanjang kabel gergasi yang dipegang oleh putaran Bumi bukanlah perkara baru. Penerangan yang sama boleh didapati dalam karya penulis fiksyen sains seperti Arthur C. Clarke. Walau bagaimanapun, konsep ini belum lagi dianggap boleh dilaksanakan dalam amalan. Mungkin kepercayaan bahawa kita boleh menyelesaikan masalah teknikal yang sangat kompleks ini, sebenarnya, hanya menipu diri sendiri?

Peminat lif angkasa percaya adalah mustahil untuk membinanya. Pada pendapat mereka, roket yang dikuasakan oleh bahan api toksik adalah satu bentuk pengangkutan angkasa lepas, berbahaya untuk manusia dan alam semula jadi, dan terlalu mahal. Alternatif yang dicadangkan pada asasnya ialah laluan kereta api yang diletakkan di orbit - kabel yang sangat kuat, satu hujungnya dilekatkan pada permukaan Bumi, dan satu lagi ke pengimbang yang terletak di orbit geosynchronous dan oleh itu sentiasa tergantung di atas satu titik di permukaan Bumi . Peranti elektrik yang bergerak ke atas dan ke bawah sepanjang kabel akan digunakan sebagai kabin lif. Dengan lif angkasa lepas, kos penghantaran kargo ke angkasa lepas boleh dikurangkan kepada $500 sekilogram - satu angka yang kini kira-kira $20,000 sekilogram, menurut laporan terbaru Akademi Astronautik Antarabangsa (IAA).

Peminat lif angkasa menunjukkan bahaya teknologi untuk melancarkan roket ke orbit

"Teknologi ini membuka peluang yang luar biasa, ia akan memberikan manusia akses kepada sistem suria," kata Peter Swan, presiden Konsortium Lif Angkasa Antarabangsa ISEC dan pengarang bersama laporan IAA "Saya fikir lif pertama akan beroperasi dalam mod automatik, dan selepas 10 dalam tempoh 15 tahun, kami akan mempunyai enam hingga lapan daripada peranti ini di pelupusan kami yang cukup selamat untuk mengangkut orang."

Asal-usul idea

Kesukarannya ialah ketinggian struktur sedemikian mestilah sehingga 100,000 km - ini lebih daripada dua khatulistiwa bumi. Sehubungan itu, struktur mestilah cukup kuat untuk menampung beratnya sendiri. Tiada bahan di Bumi dengan ciri kekuatan yang diperlukan.

Tetapi sesetengah saintis berpendapat bahawa masalah ini boleh diselesaikan sudah dalam abad sekarang. Sebuah syarikat pembinaan utama Jepun telah mengumumkan bahawa ia merancang untuk membina lif angkasa menjelang 2050. Dan penyelidik Amerika baru-baru ini telah mencipta bahan seperti berlian baharu berdasarkan nanofilamen benzena termampat, yang kekuatannya boleh menjadikan lif angkasa sebagai realiti dalam banyak orang. sepanjang hayat kita.

Konsep lif angkasa pertama kali dipertimbangkan pada tahun 1895 oleh Konstantin Tsiolkovsky. Seorang saintis Rusia, yang diilhamkan oleh Menara Eiffel yang baru dibina di Paris, mula menyelidik fizik membina menara gergasi yang boleh membawa kapal angkasa ke orbit tanpa menggunakan roket. Kemudian, pada tahun 1979, penulis fiksyen sains Arthur C. Clarke menyebut topik ini dalam novelnya "The Fountains of Paradise" - watak utamanya membina lif angkasa, reka bentuk serupa dengan projek yang sedang dibincangkan.

Persoalannya ialah bagaimana untuk menghidupkan idea itu. "Saya suka keberanian konsep lif angkasa," kata Kevin Fong, pengasas Pusat Ketinggian, Angkasa dan Perubatan Ekstrem di University College London. "Saya dapat memahami mengapa orang menganggapnya begitu menarik: keupayaan untuk mengembara ke orbit Bumi rendah dengan murah dan selamat membuka keseluruhan sistem suria dalaman untuk kita."

Isu keselamatan

Walau bagaimanapun, membina lif angkasa tidak akan mudah. “Sebagai permulaan, kabel itu perlu dibuat daripada bahan yang sangat kuat tetapi fleksibel yang mempunyai ciri berat dan ketumpatan yang diperlukan untuk menyokong berat kenderaan yang bergerak di atasnya, dan pada masa yang sama dapat menahan daya sisi yang berterusan. .

Menurutnya, isu keselamatan tidak boleh diabaikan: “Walaupun kita berjaya mengatasi kesukaran teknikal yang sangat besar yang berkaitan dengan membina lif, struktur yang terhasil akan menjadi rentetan regangan gergasi, memandu kapal angkasa keluar dari orbit dan sentiasa dihujani oleh serpihan angkasa lepas. ”

Adakah pelancong suatu hari nanti boleh menggunakan lif untuk mengembara ke angkasa lepas?

Sepanjang 12 tahun yang lalu, tiga reka bentuk terperinci untuk lif angkasa telah diterbitkan di seluruh dunia. Yang pertama diterangkan oleh Brad Edwards dan Eric Westling dalam buku "Space Elevators," yang diterbitkan pada tahun 2003. Lif ini direka untuk mengangkut 20 tan kargo menggunakan tenaga pemasangan laser yang terletak di Bumi. Anggaran kos pengangkutan ialah $150 sekilogram, dan kos projek dianggarkan $6 bilion.

Pada tahun 2013, Akademi IAA membangunkan konsep ini dalam projeknya sendiri, menyediakan peningkatan perlindungan kabin lif daripada fenomena atmosfera sehingga ketinggian 40 km, di mana pergerakan kabin ke orbit harus dikuasakan oleh tenaga suria. Kos pengangkutan ialah $500 sekilogram, dan kos membina dua lif yang pertama ialah $13 bilion.

Konsep lif awal angkasa lepas mencadangkan pelbagai kemungkinan penyelesaian kepada masalah pemberat ruang untuk memastikan kabel tetap tegang, termasuk menggunakan asteroid yang ditangkap dan dibawa ke orbit. Laporan IAA menyatakan bahawa penyelesaian sedemikian mungkin suatu hari nanti akan dilaksanakan, tetapi ia tidak mungkin dalam masa terdekat.

dadah"

Untuk menyokong kabel seberat 6,300 tan, timbangan pengimbang mestilah seberat 1,900 tan. Ia boleh dibentuk sebahagian daripada kapal angkasa dan kenderaan tambahan lain yang akan digunakan untuk membina lif. Anda juga boleh menggunakan satelit terpakai berdekatan dengan menundanya ke orbit baharu.

Mereka juga mencadangkan untuk membuat "sauh" yang menyambungkan kabel ke Bumi dalam bentuk platform terapung sebesar kapal tangki minyak atau kapal pengangkut pesawat yang besar, dan meletakkannya berhampiran khatulistiwa untuk meningkatkan kapasiti galas bebannya. Kawasan 1000 km barat Kepulauan Galapagos, yang jarang mengalami taufan, puting beliung dan taufan, dicadangkan sebagai lokasi optimum untuk "sauh".

Serpihan angkasa boleh digunakan sebagai pengimbang di hujung atas kabel lif angkasa

Obayashi Corp., salah satu daripada lima firma pembinaan terbesar Jepun, tahun lepas mengumumkan rancangan untuk membina lif angkasa lepas yang lebih mantap yang akan membawa tunggangan maglev automatik. Teknologi serupa digunakan pada kereta api berkelajuan tinggi. Kabel yang lebih kuat diperlukan kerana lif Jepun sepatutnya digunakan untuk mengangkut orang. Kos projek itu dianggarkan $100 bilion, manakala kos pengangkutan kargo ke orbit boleh menjadi $50-100 sekilogram.

Walaupun sudah pasti terdapat banyak cabaran teknikal dalam membina lif sedemikian, satu-satunya elemen struktur yang belum boleh dibina ialah kabel itu sendiri, kata Swan: "Satu-satunya masalah teknologi yang perlu diselesaikan ialah mencari bahan yang sesuai untuk membuat kabel . Itu sahaja.” kita boleh membina selebihnya sekarang."

Benang berlian

Pada masa ini, bahan kabel yang paling sesuai ialah tiub nano karbon, dicipta dalam keadaan makmal pada tahun 1991. Struktur silinder ini mempunyai kekuatan tegangan 63 gigapascal, iaitu, ia adalah kira-kira 13 kali lebih kuat daripada keluli terkuat.

Panjang maksimum yang boleh dicapai bagi tiub nano tersebut sentiasa meningkat - pada tahun 2013, saintis China berjaya meningkatkannya kepada setengah meter. Penulis laporan IAA meramalkan bahawa kilometer akan dicapai pada tahun 2022, dan pada tahun 2030. Ia akan menjadi mungkin untuk mencipta tiub nano dengan panjang yang sesuai untuk digunakan dalam lif angkasa.

Sementara itu, September lalu, bahan baru yang sangat kuat telah muncul: dalam makalah yang diterbitkan dalam jurnal sains bahan Nature Materials, sepasukan saintis yang diketuai oleh profesor kimia John Bedding dari Pennsylvania State University melaporkan menghasilkan "benang nano berlian" super nipis dalam makmal yang mungkin lebih kuat daripada tiub nano karbon.

Para saintis telah memampatkan benzena cecair di bawah 200,000 kali tekanan atmosfera. Kemudian tekanan dikurangkan secara perlahan, dan ternyata atom benzena disusun semula, mewujudkan struktur tetrahedra piramid yang sangat teratur.

Akibatnya, benang super nipis telah terbentuk, sangat serupa dalam struktur dengan berlian. Walaupun kekuatannya tidak dapat diukur secara langsung kerana saiznya yang sangat kecil, pengiraan teori menunjukkan bahawa benang ini mungkin lebih kuat daripada bahan sintetik terkuat yang ada.

Pengurangan risiko

"Jika kita boleh membuat wayar nano berlian atau tiub nano karbon dengan panjang dan kualiti yang betul, kita boleh yakin ia cukup kuat untuk digunakan dalam lif angkasa," kata Bedding.

Walau bagaimanapun, walaupun anda berjaya mencari bahan yang sesuai untuk kabel, memasang struktur akan menjadi sangat sukar. Kemungkinan besar, kesukaran akan timbul berkaitan dengan memastikan keselamatan projek, pembiayaan yang diperlukan dan pengurusan yang betul bagi kepentingan bersaing. Walau bagaimanapun, ini tidak menghalang Swan.

Satu cara atau yang lain, manusia sedang berusaha untuk mendapatkan ruang dan bersedia untuk membelanjakan banyak wang untuk itu

“Sudah tentu, kami akan menghadapi kesukaran yang besar, tetapi masalah terpaksa diselesaikan apabila membina landasan kereta api rentas benua yang pertama [di Amerika Syarikat] dan ketika meletakkan Terusan Panama dan Suez,” katanya “Ia akan mengambil banyak masa dan wang, tetapi, seperti dalam kes Dengan mana-mana projek besar, anda hanya perlu menyelesaikan masalah apabila ia timbul, sambil secara beransur-ansur mengurangkan kemungkinan risiko."

Malah Elon Musk tidak bersedia untuk menolak kemungkinan mewujudkan lif angkasa lepas. "Saya tidak fikir idea ini boleh dilaksanakan hari ini, tetapi jika seseorang boleh membuktikan sebaliknya, itu akan menjadi hebat," katanya pada persidangan di MIT tahun lepas.

Idea struktur kejuruteraan astro untuk melancarkan kargo ke orbit planet atau bahkan di luarnya. Buat pertama kali idea sedemikian diungkapkan oleh Konstantin Tsiolkovsky pada tahun 1895, idea itu dikembangkan secara terperinci dalam karya Yuri Artsutanov. Reka bentuk hipotetikal adalah berdasarkan penggunaan kabel yang diregangkan dari permukaan planet ke stesen orbit yang terletak di GEO. Agaknya, kaedah ini pada masa hadapan boleh menjadi pesanan magnitud yang lebih murah daripada menggunakan kenderaan pelancar.
Kabel dipegang pada satu hujung di permukaan planet (Bumi), dan pada satu lagi pada titik pegun di atas planet di atas orbit geopegun (GSO) disebabkan oleh daya emparan. Sebuah lif yang membawa muatan naik di sepanjang kabel. Apabila meningkat, beban akan dipercepatkan disebabkan oleh putaran Bumi, yang akan membolehkannya dihantar melepasi graviti Bumi pada ketinggian yang cukup tinggi.
Kabel memerlukan kekuatan tegangan yang sangat tinggi digabungkan dengan ketumpatan rendah. Mengikut pengiraan teori, tiub nano karbon nampaknya merupakan bahan yang sesuai. Jika kita menganggap kesesuaian mereka untuk pembuatan kabel, maka penciptaan lif angkasa adalah masalah kejuruteraan yang boleh diselesaikan, walaupun ia memerlukan penggunaan pembangunan lanjutan dan kos yang tinggi dari jenis yang berbeza. Penciptaan lif dianggarkan 7-12 bilion dolar AS. NASA sudah pun membiayai pembangunan berkaitan di Institut Penyelidikan Saintifik Amerika, termasuk pembangunan lif yang mampu bergerak secara bebas di sepanjang kabel.
Kandungan [buang]
1 Reka bentuk
1.1 Asas
1.2 Kabel
1.2.1 Menebalkan kabel
1.3 Angkat
1.4 Pengimbang berat
1.5 Momentum sudut, kelajuan dan kecondongan
1.6 Melancarkan ke angkasa lepas
2 Pembinaan
3 Ekonomi lif angkasa lepas
4 Pencapaian
5 Kesusasteraan
6 Lif ruang dalam pelbagai kerja
7 Lihat juga
8 Nota
9 Pautan
9.1 Organisasi
9.2 Pelbagai
Reka bentuk

Terdapat beberapa pilihan reka bentuk. Hampir kesemuanya termasuk tapak (tapak), kabel (kabel), lif dan pemberat pengimbang.
Pangkalan
Pangkalan lif angkasa adalah tempat di permukaan planet di mana kabel dipasang dan pengangkatan kargo bermula. Ia boleh bergerak, diletakkan di atas kapal laut.
Kelebihan pangkalan boleh alih adalah keupayaan untuk melakukan gerakan untuk mengelakkan ribut taufan dan ribut. Kelebihan tapak pegun adalah sumber tenaga yang lebih murah dan mudah diakses, dan keupayaan untuk mengurangkan panjang kabel. Perbezaan beberapa kilometer kabel agak kecil, tetapi boleh membantu mengurangkan ketebalan bahagian tengah yang diperlukan dan panjang bahagian memanjang untuk geostasioner orbit.
Kabel
Kabel mesti diperbuat daripada bahan dengan kekuatan tegangan yang sangat tinggi kepada nisbah graviti tentu. Lif angkasa akan berasas dari segi ekonomi jika boleh menghasilkan pada skala industri pada harga yang berpatutan kabel dengan ketumpatan yang setanding dengan grafit dan kekuatan kira-kira 65–120 gigapascal.
Sebagai perbandingan, kekuatan kebanyakan jenis keluli adalah kira-kira 1 GPa, malah jenis terkuat tidak lebih daripada 5 GPa, dan keluli adalah berat. Kevlar yang lebih ringan mempunyai kekuatan dalam julat 2.6-4.1 GPa, dan gentian kuarza mempunyai kekuatan sehingga 20 GPa dan lebih tinggi. Kekuatan teori gentian berlian mungkin lebih tinggi sedikit.
Karbon nanotiub sepatutnya, mengikut teori, mempunyai kebolehreggangan jauh lebih tinggi daripada yang diperlukan untuk lif angkasa. Walau bagaimanapun, teknologi untuk menghasilkannya dalam kuantiti industri dan menganyamnya menjadi kabel baru mula dibangunkan. Secara teorinya, kekuatan mereka harus lebih daripada 120 GPa, tetapi dalam amalan pemanjangan tertinggi nanotube berdinding tunggal ialah 52 GPa, dan secara purata ia pecah dalam julat 30-50 GPa. Benang terkuat, ditenun daripada tiub nano, akan lebih lemah daripada komponennya. Penyelidikan untuk meningkatkan ketulenan bahan tiub dan mencipta pelbagai jenis tiub diteruskan.
Kebanyakan projek lif angkasa menggunakan tiub nano berdinding tunggal. Berbilang lapisan mempunyai kekuatan yang lebih tinggi, tetapi lebih berat dan mempunyai nisbah kekuatan-kepada-ketumpatan yang lebih rendah. Pilihan yang mungkin adalah menggunakan ikatan tekanan tinggi tiub nano berdinding tunggal. Dalam kes ini, walaupun kekuatan hilang disebabkan oleh penggantian ikatan sp² (grafit, tiub nano) dengan ikatan sp³ (berlian), ia akan lebih baik dipegang dalam satu gentian oleh daya van der Waals dan akan memungkinkan untuk menghasilkan gentian. panjang sewenang-wenangnya [sumber tidak dinyatakan 810 hari]

Kecacatan kekisi kristal mengurangkan kekuatan tiub nano
Dalam eksperimen oleh saintis dari University of Southern California (AS), nanotube karbon berdinding tunggal menunjukkan kekuatan tertentu 117 kali lebih tinggi daripada keluli dan 30 kali lebih tinggi daripada Kevlar. Ia adalah mungkin untuk mencapai nilai 98.9 GPa, nilai maksimum panjang nanotube ialah 195 μm.
Teknologi untuk menganyam gentian tersebut masih di peringkat awal.
Menurut beberapa saintis, walaupun tiub nano karbon tidak akan pernah cukup kuat untuk membuat kabel lif angkasa.
Eksperimen saintis daripada Teknologi Universiti Sydney memungkinkan untuk membuat kertas graphene. Ujian sampel adalah menggalakkan: ketumpatan bahan adalah lima hingga enam kali lebih rendah daripada keluli, manakala kekuatan tegangan sepuluh kali lebih tinggi daripada keluli karbon. Pada masa yang sama, graphene ialah konduktor arus elektrik yang baik, yang membolehkan ia digunakan untuk menghantar kuasa ke lif, sebagai bas hubungan.
Menebalkan kabel

Semak maklumat.

Lif angkasa mesti menyokong sekurang-kurangnya beratnya sendiri, yang besar disebabkan oleh panjang kabel. Penebalan di satu pihak meningkatkan kekuatan kabel, di sisi lain, ia menambah beratnya, dan oleh itu kekuatan yang diperlukan. Beban padanya akan berbeza-beza di tempat yang berbeza: dalam sesetengah kes, bahagian penambat mesti menyokong berat segmen di bawah, di bahagian lain ia mesti menahan daya emparan yang menahan bahagian atas penambat di orbit. Untuk memuaskan untuk keadaan ini dan untuk mencapai optimum kabel pada setiap titik, ketebalannya akan berubah-ubah.
Ia boleh ditunjukkan bahawa dengan mengambil kira graviti Bumi dan daya emparan (tetapi tidak mengambil kira pengaruh Bulan dan Matahari yang lebih kecil), keratan rentas kabel bergantung pada ketinggian akan diterangkan oleh formula berikut:

Di sini A ® ialah luas keratan rentas kabel sebagai fungsi jarak r dari pusat Bumi.
Formula menggunakan pemalar berikut:
A0 ialah luas keratan rentas kabel pada paras permukaan bumi.
ρ ialah ketumpatan bahan kabel.
s ialah kekuatan tegangan bahan kabel.
ω ialah kekerapan bulatan putaran Bumi mengelilingi paksinya, 7.292×10−5 radian sesaat.
r0 ialah jarak antara pusat Bumi dan pangkalan kabel. Ia adalah lebih kurang sama dengan jejari Bumi, 6,378 km.
g0 ialah pecutan graviti di dasar kabel, 9.780 m/s².
Persamaan ini menerangkan tambatan yang ketebalannya mula-mula meningkat secara eksponen, kemudian pertumbuhannya perlahan pada ketinggian beberapa jejari Bumi, dan kemudian ia menjadi malar, akhirnya mencapai orbit geostasioner. Selepas ini, ketebalan mula berkurangan semula.
Oleh itu, nisbah luas keratan rentas kabel di pangkalan dan di GSO (r = 42,164 km) ialah:
Menggantikan di sini ketumpatan dan kekuatan keluli dan diameter kabel pada paras tanah 1 cm, kita mendapat diameter pada tahap GSO beberapa ratus kilometer, yang bermaksud bahawa keluli dan bahan lain yang biasa kepada kita tidak sesuai untuk membina lif.
Oleh itu, terdapat empat cara untuk mencapai ketebalan kabel yang lebih munasabah pada tahap GSO:
Gunakan bahan yang kurang padat. Memandangkan ketumpatan kebanyakan pepejal terletak dalam julat yang agak kecil dari 1000 hingga 5000 kg/m³, tidak mungkin apa-apa akan dicapai di sini.
Gunakan bahan yang lebih tahan lama. Penyelidikan terutamanya menuju ke arah ini. Tiub nano karbon berpuluh kali lebih kuat daripada keluli terbaik, dan ia akan mengurangkan ketebalan kabel dengan ketara pada tahap GSO.
Naikkan pangkal kabel lebih tinggi. Disebabkan kehadiran eksponen dalam persamaan, walaupun sedikit kenaikan tapak akan mengurangkan ketebalan kabel. Menara sehingga 100 km tinggi dicadangkan, yang, selain menjimatkan kabel, akan mengelakkan pengaruh proses atmosfera.
Jadikan pangkal kabel setipis mungkin. Ia masih perlu cukup tebal untuk menyokong lif yang dimuatkan, jadi ketebalan minimum pada tapak juga bergantung pada kekuatan bahan. Kabel yang diperbuat daripada tiub nano karbon hanya perlu setebal satu milimeter di tapaknya.
Cara lain ialah dengan membuat tapak lif boleh digerakkan. Bergerak walaupun pada kelajuan 100 m/s sudah akan memberikan keuntungan dalam kelajuan bulat sebanyak 20% dan mengurangkan panjang kabel sebanyak 20-25%, yang akan menjadikannya lebih ringan sebanyak 50 peratus atau lebih. Jika anda "menambat" kabel di supersonik[sumber tidak dinyatakan 664 hari] pada kapal terbang atau kereta api, maka keuntungan dalam jisim kabel tidak lagi akan diukur dalam peratusan, tetapi dalam berpuluh-puluh kali (tetapi kerugian tidak diambil kira untuk rintangan udara).
Lif

Semak maklumat.
Ia adalah perlu untuk menyemak ketepatan fakta dan kebolehpercayaan maklumat yang dibentangkan dalam artikel ini.
Perlu ada penjelasan di halaman perbincangan.

Gaya bahagian ini bukan ensiklopedia atau melanggar norma bahasa Rusia.
Bahagian tersebut hendaklah diperbetulkan mengikut peraturan gaya Wikipedia.

Lukisan konsep lif angkasa yang naik melalui awan
Lif angkasa tidak boleh beroperasi seperti lif biasa (dengan kabel bergerak) kerana ketebalan kabelnya tidak tetap. Kebanyakan projek menggunakan angkat yang memanjat kabel tetap, walaupun kabel bergerak bersegmen kecil yang berjalan di sepanjang kabel utama juga telah dicadangkan.
Pelbagai kaedah untuk membina lif dicadangkan. Pada kabel rata, anda boleh menggunakan sepasang penggelek yang dipegang pada tempatnya melalui geseran. Pilihan lain ialah jejari bergerak dengan cangkuk pada plat, penggelek dengan cangkuk boleh ditarik balik, pengangkatan magnet (tidak mungkin, kerana laluan yang menyusahkan perlu disambungkan pada kabel), dsb. [sumber tidak dinyatakan 661 hari]
Masalah serius dengan reka bentuk lif ialah sumber tenaga [sumber tidak dinyatakan 661 hari]. Ketumpatan storan tenaga tidak mungkin cukup tinggi untuk lif mempunyai tenaga yang mencukupi untuk memanjat keseluruhan kabel. Sumber tenaga luaran yang mungkin adalah pancaran laser atau gelombang mikro. Pilihan lain ialah penggunaan tenaga brek daripada lif yang bergerak ke bawah; perbezaan suhu troposfera; pelepasan ionosfera, dsb. Pilihan utama [sumber tidak dinyatakan 661 hari] (sinar tenaga) mempunyai masalah serius yang berkaitan dengan kecekapan dan pelesapan haba di kedua-dua hujung, walaupun jika seseorang itu optimis tentang kemajuan teknologi masa depan, ia boleh dilaksanakan.
Lif hendaklah mengikut satu sama lain pada jarak optimum untuk meminimumkan beban pada kabel dan ayunannya dan memaksimumkan daya pengeluaran. Kawasan kabel yang paling tidak boleh dipercayai adalah berhampiran pangkalannya; tidak boleh ada lebih daripada satu lif [sumber tidak dinyatakan 661 hari]. Lif yang bergerak hanya ke atas akan meningkatkan kapasiti, tetapi tidak akan membenarkan tenaga brek digunakan apabila bergerak ke bawah, dan tidak akan dapat mengembalikan orang ke tanah. Selain itu, komponen lif tersebut mesti digunakan di orbit untuk tujuan lain. Walau apa pun, lif kecil adalah lebih baik daripada lif besar kerana jadualnya akan lebih fleksibel, tetapi mereka mengenakan lebih banyak sekatan teknologi.
Di samping itu, benang lif itu sendiri akan sentiasa mengalami tindakan kedua-dua daya Coriolis dan aliran atmosfera. Selain itu, memandangkan "angkat" mesti terletak di atas ketinggian orbit geopegun, ia akan tertakluk kepada beban tetap, termasuk beban puncak, contohnya, jerking [sumber tidak dinyatakan 579 hari].
Walau bagaimanapun, jika halangan di atas boleh dihilangkan, maka lif angkasa boleh direalisasikan. Walau bagaimanapun, projek sedemikian akan menjadi sangat mahal, tetapi pada masa hadapan ia mungkin bersaing dengan kapal angkasa pakai buang dan boleh guna semula [sumber tidak dinyatakan 579 hari].
Kaunter berat badan

Artikel ini tidak mempunyai pautan ke sumber maklumat.
Maklumat mesti boleh disahkan, jika tidak, ia mungkin dipersoalkan dan dipadamkan.
Anda boleh mengedit artikel ini untuk memasukkan pautan ke sumber berwibawa.
Tanda ini telah ada pada artikel sejak 13 Mei 2011.
Pengimbang boleh dibuat dalam dua cara - dengan melekatkan objek berat (contohnya, asteroid) melampaui geostasioner orbit atau penerusan penambatan itu sendiri dalam jarak yang agak jauh untuk geostasioner orbit. Pilihan kedua telah menjadi lebih popular sejak kebelakangan ini kerana ia lebih mudah untuk dilaksanakan, dan sebagai tambahan, lebih mudah untuk melancarkan beban ke planet lain dari hujung kabel memanjang, kerana ia mempunyai kelajuan yang ketara berbanding dengan Bumi.
Momentum Sudut, Halaju dan Kecondongan

Semak maklumat.
Ia adalah perlu untuk menyemak ketepatan fakta dan kebolehpercayaan maklumat yang dibentangkan dalam artikel ini.
Perlu ada penjelasan di halaman perbincangan.

Artikel atau bahagian ini memerlukan semakan.
Sila perbaiki artikel mengikut peraturan untuk menulis artikel.

Artikel ini tidak mempunyai pautan ke sumber maklumat.
Maklumat mesti boleh disahkan, jika tidak, ia mungkin dipersoalkan dan dipadamkan.
Anda boleh mengedit artikel ini untuk memasukkan pautan ke sumber berwibawa.
Tanda ini telah ada pada artikel sejak 13 Mei 2011.

Apabila lif bergerak ke atas, lif condong 1 darjah kerana bahagian atas lif bergerak mengelilingi Bumi lebih cepat daripada bahagian bawah (kesan Coriolis). Skala tidak disimpan
Kelajuan mendatar setiap bahagian kabel meningkat dengan ketinggian berkadaran dengan jarak ke pusat Bumi, mencapai pada geostasioner orbit halaju pelarian pertama. Oleh itu, apabila mengangkat beban, dia perlu mendapatkan momentum sudut tambahan (kelajuan mendatar).
Momentum sudut diperoleh kerana putaran Bumi. Pada mulanya, lif bergerak sedikit lebih perlahan daripada kabel (kesan Coriolis), dengan itu "memperlahankan" kabel dan memesongkannya sedikit ke barat. Pada kelajuan pendakian 200 km/j, kabel akan condong sebanyak 1 darjah. Komponen ketegangan mendatar dalam bukan menegak kabel menarik beban ke sisi, mempercepatkannya ke arah timur (lihat rajah) - disebabkan ini, lif memperoleh kelajuan tambahan. Menurut undang-undang ketiga Newton, kabel memperlahankan Bumi dengan jumlah yang kecil.
Pada masa yang sama, pengaruh daya emparan memaksa kabel untuk kembali ke kedudukan menegak yang menggalakkan secara bertenaga, supaya ia akan berada dalam keadaan keseimbangan yang stabil. Jika pusat graviti lif sentiasa berada di atas orbit geopegun, tanpa mengira kelajuan lif, ia tidak akan jatuh.
Pada masa kargo sampai ke GEO, momentum sudutnya (halaju mendatar) mencukupi untuk melancarkan kargo ke orbit.
Apabila menurunkan beban, proses terbalik akan berlaku, menyengetkan kabel ke timur.
Lancar ke angkasa lepas
Pada penghujung kabel pada ketinggian 144,000 km, komponen tangen kelajuan akan menjadi 10.93 km/s, yang lebih daripada cukup untuk meninggalkan medan graviti Bumi dan melancarkan kapal ke Zuhal. Jika objek itu dibiarkan meluncur bebas di sepanjang bahagian atas penambat, ia akan mempunyai kelajuan yang mencukupi untuk melarikan diri dari sistem suria. Ini akan berlaku disebabkan oleh peralihan jumlah momentum sudut kabel (dan Bumi) ke dalam kelajuan objek yang dilancarkan.
Untuk mencapai kelajuan yang lebih besar, anda boleh memanjangkan kabel atau mempercepatkan beban menggunakan elektromagnetisme.
Pembinaan

Pembinaan sedang dijalankan daripada geostasioner stesen. Ini adalah satu-satunya perkara tempat di mana kapal angkasa boleh mendarat. Satu hujung turun ke permukaan Bumi, diregangkan oleh daya graviti. Satu lagi, untuk mengimbangi, - dalam arah yang bertentangan sisi, ditarik oleh daya emparan. Ini bermakna semua bahan untuk pembinaan mesti diangkat kepada geostasioner mengorbit dengan cara tradisional, tanpa mengira destinasi kargo. Iaitu, kos menaikkan keseluruhan lif angkasa kepada geostasioner orbit - harga minimum projek.
Ekonomi lif angkasa lepas

Mungkin, lif angkasa akan mengurangkan kos penghantaran kargo ke angkasa. Lif angkasa adalah mahal untuk dibina, tetapi kos operasinya rendah, jadi ia paling sesuai digunakan dalam jangka masa yang lama untuk jumlah kargo yang sangat besar. Pada masa ini, pasaran untuk melancarkan beban mungkin tidak cukup besar untuk mewajarkan membina lif, tetapi pengurangan harga yang dramatik seharusnya membawa kepada kepelbagaian beban yang lebih besar. Infrastruktur pengangkutan lain - lebuh raya dan kereta api - membenarkan dirinya dengan cara yang sama.
Kos membangunkan lif adalah setanding dengan kos membangunkan pesawat ulang-alik [sumber tidak dinyatakan 810 hari]. Masih tiada jawapan kepada soalan sama ada lif angkasa lepas akan memulangkan wang yang dilaburkan di dalamnya atau sama ada lebih baik untuk melabur dalam pembangunan teknologi roket selanjutnya.
Kita tidak sepatutnya melupakan had bilangan satelit geganti pada geostasioner orbit: pada masa ini perjanjian antarabangsa membenarkan 360 satelit - satu transponder setiap darjah sudut, untuk mengelakkan gangguan semasa penyiaran dalam jalur frekuensi Ku. Untuk frekuensi C bilangan satelit dihadkan kepada 180.
Oleh itu, lif angkasa sangat sesuai untuk pelancaran besar-besaran kepada geostasioner orbit [sumber tidak dinyatakan 554 hari] dan paling sesuai untuk penerokaan angkasa lepas dan Bulan khususnya.
Keadaan ini menerangkan kegagalan komersil sebenar projek itu, memandangkan kos kewangan utama pertubuhan bukan kerajaan tertumpu untuk menyampaikan satelit, menduduki sama ada orbit geopegun (televisyen, komunikasi) atau orbit yang lebih rendah (sistem kedudukan global, pemerhatian sumber semula jadi, dsb.).
Walau bagaimanapun, lif boleh menjadi projek hibrid dan, sebagai tambahan kepada fungsi menghantar kargo ke orbit, kekal sebagai pangkalan untuk program penyelidikan dan komersial lain yang tidak berkaitan dengan pengangkutan.
Pencapaian

Sejak tahun 2005, pertandingan tahunan Sukan Lif Angkasa telah diadakan di Amerika Syarikat, dianjurkan oleh Yayasan Spaceward dengan sokongan NASA. Terdapat dua kategori dalam pertandingan ini: "kabel terbaik" dan "robot terbaik (angkat)".
Dalam pertandingan angkat, robot mesti mengatasi jarak yang ditetapkan, memanjat kabel menegak pada kelajuan tidak lebih rendah daripada yang ditetapkan oleh peraturan. (dalam pertandingan Pada tahun 2007, piawaian adalah seperti berikut: panjang kabel - 100 m, kelajuan minimum - 2 m/s). Keputusan terbaik tahun 2007 ialah menempuh jarak 100 m dengan kelajuan purata 1.8 m/s.
Jumlah dana hadiah untuk pertandingan Permainan Lif Angkasa pada tahun 2009 ialah $4 juta.
Dalam pertandingan kekuatan tali, peserta hendaklah dibekalkan dengan gelang dua meter diperbuat daripada tugas berat bahan seberat tidak lebih daripada 2 gram, yang ujian pemasangan khas untuk pecah. Untuk memenangi pertandingan, kekuatan kabel mestilah sekurang-kurangnya 50% lebih besar dalam penunjuk ini daripada sampel yang sudah tersedia untuk NASA. Setakat ini, hasil terbaik adalah milik kabel yang menahan beban sehingga 0.72 tan.
Pertandingan itu tidak termasuk Kumpulan Liftport, yang mendapat kemasyhuran kerana dakwaannya melancarkan lif angkasa lepas pada 2018 (kemudian ditarik balik ke 2031). Liftport menjalankan eksperimennya sendiri, sebagai contoh, pada tahun 2006, lif robotik memanjat tali kuat yang diregangkan dengan bantuan belon. Daripada jarak satu setengah kilometer, lif itu berjaya meliputi hanya 460 meter. Peringkat seterusnya syarikat merancang untuk menjalankan ujian pada kabel setinggi 3 km.
Pertandingan Permainan Lif Angkasa, yang dianjurkan oleh Yayasan Spaceward dan NASA, berlangsung dari 4 November hingga 6 November 2009, di California Selatan, di Pusat Penyelidikan Penerbangan Dryden, dalam sempadan Pangkalan Tentera Udara Edwards yang terkenal. Panjang ujian kabel adalah 900 meter, kabel itu diangkat menggunakan helikopter. Kepimpinan diambil oleh LaserMotive, yang mempersembahkan lif dengan kelajuan 3.95 m/s, yang sangat hampir dengan kelajuan yang diperlukan. Lif menutup keseluruhan kabel dalam masa 3 minit 49 saat lif membawa muatan sebanyak 0.4 kg.
Pada Ogos 2010, LaserMotive menunjukkan ciptaan terbarunya di Persidangan Sistem Tanpa Pemandu AUVSI di Denver, Colorado. Jenis laser baharu akan membantu menghantar tenaga pada jarak jauh dengan lebih menjimatkan;
kesusasteraan

Yuri Artsutanov "Ke angkasa - di dalam lokomotif elektrik" akhbar "Komsomolskaya Pravda" bertarikh 31 Julai 1960.
Alexander Bolonkin "Pelancaran dan Penerbangan Angkasa Bukan Roket", Elsevier, 2006, 488 pgs. http://www.scribd.com/doc/24056182
Lif angkasa dalam pelbagai kerja

Salah satu karya terkenal Arthur C. Clarke, The Fountains of Paradise, adalah berdasarkan idea lif angkasa lepas. Di samping itu, lif angkasa muncul dan dalam perlawanan akhir sebahagian daripada tetraloginya yang terkenal A Space Odyssey (3001: The Final Odyssey).
Battle Angel mempunyai lif angkasa cyclopean, di satu hujungnya ialah Sky City of Salem (untuk warganegara) bersama-sama dengan bandar yang lebih rendah (untuk bukan warganegara), dan di hujung satu lagi ialah bandar angkasa Yeru. Struktur serupa terletak di seberang Bumi.
Dalam Star Trek: Voyager episod 3x19 "Rise", lif angkasa membantu anak kapal melarikan diri dari planet dengan suasana berbahaya.
Tamadun IV mempunyai lif angkasa. Di sana dia adalah salah satu daripada "Keajaiban Hebat" yang kemudian.
Novel fiksyen sains Timothy Zahn "Silkworm" (1985) menyebut sebuah planet yang mampu menghasilkan serat super. Salah satu kaum, yang berminat dengan planet ini, ingin mendapatkan gentian ini khusus untuk pembinaan lif angkasa lepas.
Dalam dilogi Sergei Lukyanenko "Bintang adalah Mainan Dingin," salah satu tamadun luar angkasa, dalam proses perdagangan antara bintang, dihantar ke Bumi benang yang sangat kuat yang boleh digunakan untuk membina lif angkasa. Tetapi tamadun luar angkasa berkeras secara eksklusif semasa digunakan mereka untuk tujuan yang dimaksudkan - untuk membantu semasa bersalin.
Dalam anime Mobile Suit Gundam 00, terdapat tiga lif angkasa lepas turut dipasang padanya, yang membolehkan lif angkasa digunakan untuk menjana elektrik.
Dalam anime Z.O.E. Dolores mempunyai lif angkasa lepas, dan juga menunjukkan apa yang boleh berlaku sekiranya berlaku serangan pengganas.
Dalam novel fiksyen sains “Doomed to Victory” oleh J. Scalzi (eng. Scalzi, John. Old Man's War), sistem lif angkasa digunakan secara aktif di Bumi, banyak koloni duniawi dan beberapa planet bangsa pintar lain yang sangat maju untuk berkomunikasi dengan tempat berlabuh kapal antara bintang.
Dalam novel fiksyen sains "Tomorrow Will Be Eternity" oleh Alexander Gromov, plot dibina berdasarkan fakta kewujudan lif angkasa lepas. Terdapat dua peranti - sumber dan penerima, yang, menggunakan "rasuk tenaga", mampu menaikkan "kabin" lif ke orbit.
Novel fantasi Alastair Reynolds The City of the Abyss memberikan penerangan terperinci tentang struktur tersebut dan berfungsi lif angkasa, proses pemusnahannya (akibat serangan pengganas) diterangkan.
Novel fiksyen sains Strata karya Terry Pratchett memaparkan Line, molekul tiruan yang sangat panjang digunakan sebagai lif angkasa.
Disebutkan dalam lagu kumpulan Zvuki Mu "Elevator to Heaven"
Lif angkasa disebut dalam siri anime Trinity Blood, di mana kapal angkasa Arc berfungsi sebagai pengimbang.
Pada awal permainan Sonic Colors, Sonic dan Tails boleh dilihat menaiki lif angkasa untuk ke Dr. Eggman's Park.
lihat juga

Pistol angkasa
Mulakan gelung
Air pancut angkasa
Nota

http://galspace.spb.ru/nature.file/lift.html Lif angkasa dan nanoteknologi
Ke angkasa - di atas lif! // KP.RU
Lif angkasa mengorbit Sosio-politik dan sains popular Majalah Angkasa Rusia No. 11, 2008
Karbon nanotube adalah dua urutan magnitud lebih kuat daripada keluli
MEMBRANA | Berita dunia | Nanotiub tidak akan bertahan dengan lif angkasa
Kertas graphene baharu ternyata lebih kuat daripada keluli
Lemeshko Andrey Viktorovich. Lif angkasa Lemeshko A.V./ Lif angkasa Lemeshko A.V.
my: Televisyen satelit#Teknologi
Lif ke langit mencatat rekod dengan melihat masa depan
Laser telah dibangunkan yang boleh menggerakkan lif angkasa lepas
LaserMotive untuk Menunjukkan Helikopter Dikuasakan Laser di Sistem Tanpa Pemandu AUVSI Amerika Utara 2010

Salah satu halangan serius kepada pelaksanaan banyak projek cemerlang ialah, disebabkan saiz dan beratnya yang besar, kapal-kapal itu tidak boleh dibina di Bumi. Sesetengah saintis mencadangkan untuk mengumpulnya di angkasa lepas, di mana, terima kasih kepada tanpa berat, angkasawan boleh dengan mudah mengangkat dan menggerakkan objek yang sangat berat. Tetapi hari ini pengkritik betul-betul menunjuk kepada kos pemasangan angkasa yang mahal. Sebagai contoh, pemasangan lengkap Stesen Angkasa Antarabangsa memerlukan kira-kira 50 pelancaran ulang-alik, dan kosnya, termasuk penerbangan ini, menghampiri $100 bilion Ini adalah projek saintifik paling mahal dalam sejarah, tetapi pembinaan kapal layar angkasa antara bintang atau kapal ramjet di angkasa lepas sebuah corong akan menelan kos berlipat kali ganda.

Tetapi, seperti yang penulis fiksyen sains Robert Heinlein suka katakan, jika anda boleh naik 160 km di atas Bumi, anda sudah separuh jalan ke mana-mana titik dalam sistem suria. Ini kerana dengan sebarang pelancaran, 160 km pertama, apabila roket itu berusaha untuk melepaskan diri daripada ikatan graviti, "memakan" bahagian terbesar kos. Selepas ini, kapal itu, boleh dikatakan, sudah boleh sampai ke Pluto atau lebih jauh.

Satu cara untuk mengurangkan kos penerbangan secara mendadak pada masa hadapan ialah membina lif angkasa lepas. Idea mendaki ke langit menggunakan tali bukanlah perkara baru - ambil, sebagai contoh, kisah dongeng "Jack and the Beanstalk"; kisah dongeng adalah kisah dongeng, tetapi jika anda mengambil hujung tali ke angkasa, idea itu mungkin menjadi kenyataan. Dalam kes ini, daya sentrifugal putaran Bumi akan cukup untuk meneutralkan daya graviti, dan tali tidak akan jatuh ke tanah. Dia secara ajaib akan naik secara menegak dan menghilang ke dalam awan.

(Bayangkan bola yang anda putar pada tali. Bola itu nampaknya tidak terjejas oleh graviti; hakikatnya daya emparan menolaknya dari pusat putaran. Dengan cara yang sama, tali yang sangat panjang boleh digantung di udara kerana putaran Bumi.) Tidak perlu memegang tali; putaran Bumi akan mencukupi. Secara teorinya, seseorang boleh memanjat tali sedemikian dan naik terus ke angkasa. Kadang-kadang kami meminta pelajar fizik mengira ketegangan dalam tali sedemikian. Adalah mudah untuk menunjukkan bahawa walaupun kabel keluli tidak dapat menahan ketegangan sedemikian; Dalam hal ini, untuk masa yang lama dipercayai bahawa lif angkasa tidak dapat direalisasikan.

Saintis pertama yang berminat dengan masalah lif angkasa lepas adalah ahli sains berwawasan Rusia Konstantin Tsiolkovsky. Pada tahun 1895 ᴦ. diilhamkan oleh Menara Eiffel, dia membayangkan sebuah menara yang akan naik terus ke angkasa lepas dan menghubungkan Bumi dengan "istana bintang" yang terapung di angkasa. Ia sepatutnya dibina dari bawah ke atas, bermula dari Bumi, dari mana jurutera perlahan-lahan akan membina lif angkasa ke langit.

Pada tahun 1957 ᴦ. Saintis Rusia Yuri Artsutanov mencadangkan penyelesaian baharu: membina lif angkasa dalam susunan terbalik, dari atas ke bawah, bermula dari angkasa. Penulis membayangkan satelit dalam orbit geostasioner pada jarak 36,000 km dari Bumi - dari Bumi ia akan kelihatan tidak bergerak; daripada satelit ini dicadangkan untuk menurunkan kabel ke Bumi dan kemudian mengamankannya pada titik terendah. Masalahnya ialah kabel untuk lif angkasa perlu menahan ketegangan kira-kira 60-100 GPa. Keluli pecah pada kira-kira 2 GPa ketegangan, yang mengalahkan tujuan idea itu.

Penonton yang lebih luas telah diperkenalkan kepada idea lif angkasa kemudian; pada tahun 1979 ᴦ. Novel The Fountains of Paradise karya Arthur C. Clarke diterbitkan, dan pada tahun 1982. - Novel Robert Heinlein "Jumaat". Tetapi sejak kemajuan ke arah ini telah terhenti, ia telah dilupakan.

Keadaan berubah secara dramatik apabila ahli kimia mencipta nanotube karbon. Minat terhadap mereka meningkat secara mendadak selepas diterbitkan pada tahun 1991. oleh Sumio Iijima dari Nippon Electric. (Mestilah dikatakan bahawa kewujudan nanotube karbon telah diketahui sejak tahun 1950-an, tetapi mereka tidak diberi perhatian untuk masa yang lama.) Nanotube jauh lebih kuat, tetapi pada masa yang sama jauh lebih ringan daripada kabel keluli. Tegasnya, kekuatan mereka bahkan melebihi tahap yang diperlukan untuk lif angkasa. Menurut saintis, gentian tiub nano karbon harus menahan tekanan 120 GPa, yang jauh lebih tinggi daripada minimum yang penting. Selepas penemuan ini, percubaan untuk mencipta lif angkasa disambung semula dengan semangat yang diperbaharui.

B 1999 ᴦ. kajian utama NASA telah diterbitkan; ia membayangkan lif angkasa dalam bentuk reben kira-kira satu meter lebar dan kira-kira 47,000 km panjang, mampu menghantar muatan seberat kira-kira 15 tan ke orbit mengelilingi Bumi Pelaksanaan projek sebegitu akan mengubah ekonomi secara serta-merta pengembaraan angkasa. Kos penghantaran kargo ke orbit akan serta-merta berkurangan sebanyak 10,000 kali ganda; Perubahan sedemikian tidak boleh dipanggil apa-apa selain revolusioner.

Hari ini, penghantaran satu paun kargo ke orbit Bumi rendah berharga sekurang-kurangnya $10,000 Oleh itu, setiap penerbangan ulang-alik berharga kira-kira $700 juta Lif angkasa akan menurunkan kos penghantaran kepada $1 setiap paun. Pengurangan radikal dalam kos program angkasa lepas boleh mengubah sepenuhnya cara kita berfikir tentang perjalanan angkasa lepas. Dengan menekan butang mudah, anda boleh melancarkan lif dan naik ke angkasa lepas untuk jumlah wang yang sama seperti, katakan, tiket kapal terbang.

Tetapi sebelum kita membina lif angkasa yang boleh membawa kita ke langit dengan mudah, kita perlu mengatasi halangan yang sangat serius. Hari ini, gentian tiub nano karbon terpanjang yang dihasilkan di makmal tidak lebih daripada 15 mm panjang. Lif angkasa memerlukan kabel nanotube sepanjang beribu-ribu kilometer. Sudah tentu, dari sudut pandangan saintifik ini adalah masalah teknikal semata-mata, tetapi ia amat penting untuk diselesaikan, dan ia boleh menjadi degil dan sukar. Namun begitu, ramai saintis yakin bahawa kami akan mengambil masa beberapa dekad untuk menguasai teknologi untuk menghasilkan kabel panjang daripada tiub nano karbon.

Masalah kedua pada asasnya ialah, disebabkan oleh gangguan mikroskopik dalam struktur tiub nano karbon, mendapatkan kabel panjang mungkin secara amnya bermasalah. Nicola Pugno dari Politecnico di Turin menganggarkan bahawa jika walaupun satu atom dalam tiub nano karbon tidak berada pada tempatnya, kekuatan tiub itu boleh berkurangan sebanyak 30%. Secara keseluruhannya, kecacatan pada tahap atom boleh merompak kabel nanotube sebanyak 70% daripada kekuatannya; dalam kes ini, beban yang dibenarkan akan lebih rendah daripada gigapascal minimum, tanpanya mustahil untuk membina lif angkasa.

Dalam usaha untuk merangsang minat usahawan swasta dalam pembangunan lif angkasa, NASA mengumumkan dua pertandingan berasingan. (Pertandingan Ansari X-Prize dengan hadiah $10 juta telah diambil sebagai contoh. Pertandingan itu berjaya menyemarakkan minat pelabur yang giat dalam penciptaan roket komersial yang mampu mengangkat penumpang ke pinggir angkasa lepas; hadiah yang diumumkan ialah diterima pada tahun 2004 oleh kapal SpaceShipOne.\"Pertandingan 7d NASA dipanggil Beam Power Challenge dan Tether Challenge.

Untuk memenangi yang pertama ini, satu pasukan penyelidik mesti mencipta peranti mekanikal yang mampu mengangkat beban seberat sekurang-kurangnya 25 kg (termasuk beratnya sendiri) ke atas kabel (digantung daripada, katakan, ledakan kren) pada kelajuan 1 m/s setiap ketinggian 50 m Tugasnya mungkin kelihatan mudah, tetapi masalahnya ialah peranti ini tidak perlu menggunakan bahan api, bateri atau kabel elektrik. Sebaliknya, lif robotik mesti dikuasakan oleh panel solar, pemantul suria, laser atau sinaran gelombang mikro, iaitu daripada sumber tenaga yang mudah digunakan di angkasa.

Untuk memenangi Cabaran Penambat, pasukan mesti menyerahkan kepingan dua meter penambat seberat tidak lebih daripada dua gram setiap satu; Lebih-lebih lagi, kabel sedemikian mesti menahan beban 50% lebih besar daripada contoh terbaik tahun sebelumnya. Matlamat pertandingan ini adalah untuk merangsang penyelidikan untuk membangunkan bahan ultra-ringan yang cukup kuat untuk diregangkan 100,000 km ke angkasa. Pemenang akan menerima hadiah $150,000, $40,000 dan $10,000 (Untuk menekankan kesukaran tugas, pada tahun 2005 - tahun pertama pertandingan - tiada siapa yang dianugerahkan hadiah.)

Sudah tentu, lif ruang kerja boleh mengubah program angkasa secara dramatik, tetapi ia juga mempunyai kelemahannya. Oleh itu, trajektori satelit di orbit Bumi rendah sentiasa beralih berbanding Bumi (kerana Bumi berputar di bawahnya). Ini bermakna bahawa dari masa ke masa, mana-mana satelit boleh berlanggar dengan lif angkasa pada kelajuan 8 km/s; ini akan lebih daripada cukup untuk memutuskan kabel. Untuk mengelakkan malapetaka yang sama pada masa hadapan, adalah perlu sama ada untuk menyediakan roket kecil pada setiap satelit yang membolehkannya memintas lif, atau untuk melengkapkan penambat itu sendiri dengan roket kecil supaya ia boleh bergerak keluar dari laluan satelit.

Pada masa yang sama, perlanggaran dengan mikrometeorit boleh menjadi masalah - lagipun, lif angkasa akan naik jauh melebihi atmosfera Bumi, yang dalam kebanyakan kes melindungi kita daripada meteor. Memandangkan perlanggaran sedemikian tidak dapat diramalkan, lif angkasa perlu dilengkapi dengan perlindungan tambahan dan mungkin juga sistem sandaran yang gagal. Fenomena atmosfera seperti taufan, ombak pasang surut dan ribut juga boleh menimbulkan masalah.

Pada abad ke-21, lif bukan lagi sekadar mekanisme yang mengangkat beban ke ketinggian tertentu. Dengan peningkatan kelajuan dan kapasiti beban, lif semakin menjadi kenderaan.

Sebagai contoh, kami boleh menawarkan gergasi kereta dari Jepun, Mitsubishi. Juruteranya membangunkan lif yang mampu naik pada kelajuan 60 km/j. Tetapi seperti yang anda akan lihat sekarang, ini bukan hadnya.

Sudah tentu, lif sedemikian direka untuk bangunan tertinggi di dunia - pencakar langit. Dan tidak kira di negara mana bangunan itu terletak, perkara utama ialah lif berfungsi. Bagaimana lagi anda boleh menaikkan orang ke ketinggian 50 tingkat? Dan pada 100? Jika kadar pendakian kekal sama, maka masa akan mengalir dengan sangat perlahan. Oleh itu, kapasiti lif semakin meningkat setiap hari.

Yang terbaik dalam hal ini ialah orang Jepun. Perbadanan Obayashi, selepas beberapa refleksi, mengumumkan bahawa untuknya bangunan pencakar langit adalah jauh dari had. Jurutera syarikat sedang mencipta lif ke angkasa lepas. Masa penciptaan: kira-kira 40 tahun. Kemungkinan besar, pada tahun 2050 pembinaan besar itu akan siap.

Ia dirancang untuk menjadikan kabin lif seluas mungkin untuk mengangkat beberapa dozen orang. Orang ramai akan bangkit sehingga mereka mendapati diri mereka berada di angkasa. Dari segi teknologi ini mungkin. Lagipun, jurutera dari Jepun telah membangunkan kabel khas yang diperbuat daripada tiub nano karbon. Bahan ini hampir dua dozen kali lebih kuat dan lebih tahan lama daripada keluli terkuat di dunia, anda boleh menonton dokumentari tentang ini dalam talian. Selain itu, lif akan dinaikkan pada kelajuan 200 km/j, bermakna mencapai ketinggian 36 ribu kilometer dalam masa seminggu sahaja.

Sukar untuk mengatakan siapa yang akan memperuntukkan wang untuk projek sedemikian. Lagipun, pembangunan lif angkasa telah berlangsung selama bertahun-tahun, bermula dengan teori tentang ini pada awal abad ke-20.

Biasanya, projek bercita-cita tinggi sedemikian diambil alih oleh pekerja NASA, tetapi kini mereka, seperti Amerika Syarikat secara keseluruhan, mempunyai masalah besar dalam bidang ekonomi.

Adakah pihak Jepun dapat melaksanakan projek mega seperti itu? Adakah ia mampu membayar sendiri dan membawa keuntungan sebenar? Kami tidak akan dapat menjawab soalan-soalan ini. Walau bagaimanapun, fakta bahawa Jepun berfikir dari segi dekad lebih awal sekali lagi mengingatkan kita bahawa perancangan bukanlah ciri terkuat mentaliti Rusia.

Selagi sains dipopularkan di Jepun dengan cara ini, tidak perlu risau tentang sektor teknologi mereka, yang berkait rapat dengan pemasaran dan ekonomi, yang seterusnya memberi makan kepada sains.

Jepun akan membina lif ke angkasa lepas menjelang 2050

Peranti ini akan mampu menghantar orang dan kargo ke stesen angkasa, yang juga akan muncul pada masa hadapan.

Syarikat Jepun Obayashi mengumumkan rancangannya untuk membina lif ke angkasa lepas menjelang 2050. Jepun berjanji bahawa ia akan dapat naik ke ketinggian 60,000 batu dan menghantar orang dan kargo ke stesen angkasa, yang juga akan muncul pada masa depan yang jauh. Laporan ABC News.

Pembina juga menjamin bahawa lif baharu akan lebih selamat dan lebih murah daripada pesawat ulang-alik. Pada masa ini, penghantaran satu kilogram kargo dengan pengangkutan ulang-alik berharga kira-kira $22,000. Dan peranti sci-fi Obayashi akan dapat mengangkut sehingga 200 kilogram untuk wang yang sama.

Pengurusan syarikat pembinaan percaya bahawa kemunculan sistem pengangkutan ini akan menjadi mungkin dengan kemunculan bahan nano karbon. Menurut eksekutif Obayashi Yoji Ishikawa, kabel lif akan menjadi tiub nano futuristik yang seratus kali lebih kuat daripada yang diperbuat daripada keluli. Pada masa ini kami tidak dapat mencipta kabel panjang. Kami masih boleh membuat tiub nano 3 sentimeter, tetapi menjelang 2030 kami akan berjaya, katanya sambil menambah lif itu akan dapat menghantar sehingga 30 orang ke stesen angkasa dalam masa seminggu sahaja.

Obayashi percaya lifnya akan merevolusikan perjalanan angkasa lepas. Syarikat itu melibatkan pelajar dari semua universiti di Jepun untuk mengusahakan projek ini. Dia juga berharap dapat bekerjasama dengan saintis asing.

Lif Jepun dianggap sebagai salah satu yang terbaik di dunia. Sebuah syarikat Jepun juga sedang membangunkan lif terpantas di Bumi. Hitachi akan memberikannya kepada salah satu bangunan pencakar langit China. Lif ini akan mampu mencapai kelajuan sehingga 72 kilometer sejam dan meningkat kepada ketinggian 440 meter, iaitu sehingga ke tingkat 95.

Kira-kira lima puluh tahun yang lalu, orang percaya bahawa pada masa kita penerbangan angkasa akan mudah diakses seperti perjalanan dengan pengangkutan awam pada zaman mereka. Malangnya, harapan ini tidak menjadi kenyataan. Tetapi mungkin sudah pada tahun 2050 adalah mungkin untuk masuk ke angkasa dengan lif - konsep kenderaan ini dibentangkan oleh syarikat Jepun Obayashi Corporation.

Lif adalah berbeza! Terdapat lif biasa, terdapat lif di bilik mandi, terdapat lif di dalam akuarium, dan Obayashi Corporation berjanji untuk melancarkan lif ke angkasa lepas dalam beberapa dekad! Malah, beberapa kumpulan saintifik dan kejuruteraan di seluruh dunia, diselia oleh agensi angkasa lepas NASA, terlibat dalam penciptaan teknologi sedemikian. Walau bagaimanapun, menurut orang Jepun, proses ini berlaku dengan sangat perlahan, jadi Obayashi Corporation memutuskan untuk membangunkan lif angkasa secara bebas.

Pencapaian utama pertandingan NASA ialah mereka membuktikan kemungkinan besar untuk mencipta lif angkasa lepas. Obayashi Corporation berjanji untuk melancarkan kenderaan luar biasa ini menjelang 2050!

Lif ini akan membawa dari Bumi ke stesen angkasa, terletak pada ketinggian 36 ribu kilometer. Tetapi panjang kabel akan menjadi 96 ribu kilometer. Ini adalah perlu untuk mencipta pemberat pengimbang orbit. Pada masa hadapan, ia boleh digunakan untuk memanjangkan laluan lif.

Berita Para saintis bersedia untuk membina lif berlian ke angkasa lepas anda boleh membaca pada telefon anda, iPad, iPhone dan Android serta peranti lain.

Para saintis di Pennsylvania State University telah menemui cara untuk mencipta benang nano berlian ultra nipis yang sesuai untuk mengangkat lif angkasa ke Bulan. Pakar sebelum ini mencadangkan bahawa benang nano berlian boleh menjadi bahan yang sesuai untuk mencipta kabel untuk lif ke angkasa.

Pasukan itu, yang diketuai oleh profesor kimia John Bedding, menundukkan molekul benzena terpencil kepada kitaran tekanan berselang-seli dalam persekitaran cecair. Pakar kagum dengan hasilnya, apabila atom karbon terhimpun menjadi rantai yang teratur dan terbina dengan kemas. Para saintis telah mencipta benang nano 20 ribu kali lebih kecil daripada rambut manusia. Walau bagaimanapun, ia adalah rantai berlian yang mungkin bahan terkuat di Bumi.

Baru-baru ini, pasukan dari Universiti Teknologi Queensland di Australia mensimulasikan susun atur benang nano berlian menggunakan kajian dinamik molekul berskala besar. Ahli fizik telah membuat kesimpulan bahawa bahan sedemikian jauh lebih fleksibel pada masa hadapan daripada yang difikirkan sebelumnya, jika struktur molekul dipilih dengan betul.

Para saintis menganggap bahawa memanjangkan benang berlian akhirnya boleh membuat bahan yang terhasil sangat rapuh, tetapi penyelidikan telah membuktikan sebaliknya. Oleh itu, nanofilamen karbon mempunyai peluang besar untuk digunakan di angkasa, termasuk sebagai kabel untuk lif ke Bulan, konsep yang pertama kali dicadangkan pada tahun 1895.

Sumber: spaceon.ru, www.bfm.ru, dlux.ru, news.ifresh.ws, mirkosmosa.ru

Pengembara masa

Hotel Angkasa Nautilus

Kesatuan Eropah. Nubuatan Digenapi

Gudang bawah air

Piramid Pepi I

Kawasan antara Dashur dan kompleks piramid utama Saqqara biasanya dipanggil Saqqara Selatan. Terdapat dua kumpulan piramid di sini, salah satunya...

St Lawrence of Chernigov tentang akhir zaman dan Dajjal yang akan datang. Henokh dan Elia

Monk Lavrentiy dari Chernigov memberi amaran bahawa pemerintahan Dajjal akan didahului oleh undian dan bancian di seluruh dunia: “Akan ada masanya mereka akan pergi dan...

Solar Walk - model 3D Sistem Suria

Solar Walk - Model Sistem Suria 3D ialah model 3D sistem suria yang membolehkan anda bergerak di angkasa dan...

Laut Azov

Takungan unik dengan air iodin penyembuhan ini berusia sejuta tahun. Mungkin sudah tiba masanya untuk mengenalinya lebih dekat. Apa rahsia...