Илюстрация на художник на масивна система за транспорт на асансьори. Бъдещите версии на технологията могат един ден да се оправят.
(Изображение: © Япония Асоциация за космически асансьори)
Космически асансьори за ферибот на пътници и товари до и от орбита могат да бъдат изградени с помощта на съществуващи материали, ако технологията вземе вдъхновение от биологията, за да се оправи, когато е необходимо, открива ново проучване.
На теория космическият асансьор се състои от кабел или сноп кабели, които се простират на хиляди километри до противотежест в космоса. Въртенето на Земята щеше да задържи кабела опънат, а катерачните превозни средства щракаха нагоре и надолу по кабела със скоростта на влак.
Возенето до космически асансьор вероятно ще отнеме дни. Въпреки това, след като бъде изграден космически асансьор, пътуването в космоса по технологията може да бъде далеч по-евтино и безопасно, отколкото в ракета. Технологията за космически асансьори сега се тества в реалния живот в японския експеримент STARS-Me (съкратен за Space Tethered Autonomous Robotic Satellite-Mini Elevator), който пристигна в Международната космическа станция на 27 септември на японския роботизиран товарен космически кораб HTV-7. ,
Концепцията за асансьор в космоса, наподобяващ боб, датира от "мисловен експеримент" от 1895 г. от руския пионер в Космоса Константин Циолковски. Оттогава подобни „мегаструктури“ често се проявяват в научната фантастика. Основният проблем при създаването на космически асансьори е изграждането на достатъчно здрав кабел, който да издържи на изключителните сили, с които би се сблъскал. [„Стълб към небето“: Въпроси и отговори за космически асансьор с автора Уилям Форстхен]
Естествен избор за изграждане на кабел за космически асансьор са въглеродните тръби само на нанометри или милиарди от метър. Предишни изследвания са установили, че такива въглеродни нанотръби могат да се окажат 100 пъти по-силни от стоманата с една шеста от теглото.
В момента обаче учените могат да правят въглеродни нанотръби най-много само около 21 инча (55 сантиметра). Една алтернатива е да се използват композити, заредени с въглеродни нанотръби, но те сами по себе си не са достатъчно силни.
Сега изследователите предполагат, че черпенето на вдъхновение от биологията може да помогне на инженерите да изградят космически асансьори, като използват съществуващи материали. "Надяваме се, че това ще вдъхнови някого да се опита да изгради космическия асансьор", съавторът на проучването Шон Сън, машинен инженер от университета Джон Хопкинс в Балтимор, каза за Space.com.
Био-асансьор вдъхновение
Учените отбелязаха, че когато инженерите проектират конструкции, те често изискват материалите за тези конструкции да работят само на половината от тяхната максимална якост на опън или по-малка от тази. Този критерий ограничава шансовете структурите да се разпадат, тъй като им дава свобода да се справят с различията в здравината на материала или непредвидени обстоятелства. [Ще спрем ли някога да използваме ракети за достигане на космоса?]
За разлика от това, при хората Ахилесовото сухожилие рутинно издържа на механични натоварвания, много близки до него
максимална якост на опън. Биологията може да изтласка материалите до техните граници поради механизмите за непрекъснат ремонт, казаха изследователите.
„Със самостоятелно поправяне инженерните структури могат да бъдат проектирани по различен начин и по-стабилно“, каза Сън.
Например, моторът, който задвижва бигела, подобен на камшик, който много бактерии използват за задвижване, „се върти с около 10 000 оборота в минута [обороти в минута], но също така активно ремонтира и преобръща всичките си компоненти на времеви мащаби на минути“. Каза Слънце. "Това е все едно карате по пътя със 100 км / ч [160 км / ч], докато изваждате двигателите си и трансмисията, за да ги замените!"
Изследователите разработиха математическа рамка, за да анализират колко дълго може да издържи космически асансьор, ако части от неговия тетър случайно се спукат, но мегаструктурата притежава самостоятелно поправяне
механизъм. Изследователите откриха, че високо надежден космически асансьор е възможен, като се използват съществуващите понастоящем материали, ако той претърпя умерени темпове на ремонт, например от роботи.
Например, като се има предвид търговското синтетично влакно, известно като М5, "възможен е тетър с маса от 4 милиарда тона", каза Sun. "Това е около 10 000 пъти по-голяма от масата на най-високата сграда в света, Бурж Халифа. По-реалистично нещо като композиция от въглерод-нанотръби ще свърши работа."
Дан Попеску, докторант от университета Джон Хопкинс, подробно откритията в сряда (17 октомври) в списанието на интерфейса на Кралското общество.
