Menininko iliustruota didžiulė kosminių liftų transportavimo sistema. Būsimos technologijos versijos vieną dieną galėtų pasitaisyti.
(Vaizdas: © Japonijos kosminių liftų asociacija)
Kosminiai liftai, skirti kelti keleivius ir krovinius į orbitą ir iš jos, galėtų būti pastatyti naudojant esamas medžiagas, jei ši technologija paskatina biologiją, kad ji prireikus sutvirtėtų, rasta naujame tyrime.
Teoriškai kosminį liftą sudaro kabelis arba kabelių pluoštas, einantis tūkstančius mylių iki atsvaros erdvėje. Žemės sukimosi metu kabelis bus įtemptas, o alpinistinės transporto priemonės traukia kabiną aukštyn ir žemyn traukinio greičiu.
Kilimas kosminiu liftu greičiausiai užtruktų kelias dienas. Tačiau pastačius kosminį liftą, kelionė į kosmosą pagal technologiją gali būti daug pigesnė ir saugesnė nei su raketa. Kosminio lifto technologija realiame gyvenime išbandoma Japonijos eksperimente „STARS-Me“ (trumpai tariant, kad autonominis robotizuotas palydovinis palydovas yra mini liftas), kuris į tarptautinę kosminę stotį atvyko rugsėjo 27 d., Pastatydamas Japonijos robotizuotą kosminį erdvėlaivį HTV-7. .
„Beanstalk“ tipo lifto į kosmosą idėja kilo 1895 m. „Minties eksperimento“ metu iš Rusijos kosmoso pradininko Konstantino Tsiolkovskio. Nuo tada tokios „megastruktūros“ dažnai buvo rodomos mokslinėje fantastikoje. Pagrindinė problema kuriant kosminius liftus - tai pakankamai tvirto kabelio pastatymas, kad atlaikytų nepaprastas jėgas, su kuriomis jis galėtų susidurti. ['Dangaus stulpas': Klausimai ir atsakymai dėl kosminio lifto su autoriumi William Forstchen]
Natūralus kosminio lifto kabelio tiesimo pasirinkimas yra anglies vamzdžiai, kurių plotis yra tik nanometrai arba milijardoji dalis. Ankstesni tyrimai nustatė, kad tokie anglies nanovamzdeliai gali būti 100 kartų stipresni už plieną, esant vienam šeštosios svorio.
Tačiau šiuo metu mokslininkai anglies nanovamzdelius gali pagaminti ne daugiau kaip apie 21 colio (55 centimetrų) ilgį. Viena alternatyva yra naudoti kompozitus, apkrautus anglies nanovamzdeliais, tačiau jie patys nėra pakankamai stiprūs.
Dabar tyrėjai pasiūlė, kad semdamiesi įkvėpimo iš biologijos inžinieriai gali padėti pastatyti kosminius liftus iš esamų medžiagų. „Tikimės, kad tai ką nors įkvėps pamėginti pastatyti kosminį liftą“, - Space.com sakė tyrimo bendraautorius Seanas Sunas, Baltimorės Johns Hopkins universiteto mechanikos inžinierius.
Bio-elevatoriaus įkvėpimas
Mokslininkai pažymėjo, kad inžinieriams projektuojant konstrukcijas, jiems dažnai reikia medžiagų, kad šios konstrukcijos veiktų tik puse savo maksimalios tempimo jėgos arba mažiau. Šis kriterijus riboja konstrukcijų gedimo tikimybę, nes suteikia joms laisvės valdyti medžiagų stiprumo pokyčius ar nenumatytas aplinkybes. [Ar mes kada nors nustosime naudoti raketas, kad pasiektume kosmosą?]
Žmonėms Achilo sausgyslė, priešingai, atlaiko mechaninius įtempius, esančius labai arti jo
didžiausias tempiamasis stipris. Dėl nuolatinio taisymo mechanizmo biologija gali nustumti medžiagas į savo ribas, teigė tyrėjai.
„Atliekant savaiminį remontą, inžinerinės konstrukcijos gali būti suprojektuotos skirtingai ir patikimiau“, - teigė Saulė.
Pvz., Variklis, kuris varo plaktukus primenančią žiuželę, kurią daugelis bakterijų naudoja varikliui „sukasi maždaug 10 000 aps./min. [Apsisukimų per minutę] greičiu, tačiau jis taip pat aktyviai remontuoja ir apverčia visas savo sudedamąsias dalis pagal minučių skalę“. Saulė pasakė. "Tai yra tarsi važiuodami keliu 100 km / h greičiu, o išimdamas variklius ir transmisiją, kad juos pakeistum!"
Mokslininkai sukūrė matematinę sistemą, skirtą išanalizuoti, kiek laiko kosminis liftas gali tarnauti, jei jo pririšimo dalys atsitiktinai patyrė plyšimą, tačiau megastruktūra turėjo savaiminį taisymą.
mechanizmas. Tyrėjai nustatė, kad labai patikimas kosminis liftas buvo įmanomas naudojant šiuo metu turimas medžiagas, jei jis buvo remontuojamas vidutiniškai, pavyzdžiui, iš robotų.
Pavyzdžiui, atsižvelgiant į komercinį sintetinį pluoštą, žinomą kaip M5, „įmanoma pririšti 4 milijardų tonų masę“, - teigė „Sun“. "Tai yra maždaug 10 000 kartų daugiau nei aukščiausio [pasaulyje] pastato Burj Khalifa masė. Realiau, kai kas panašaus į anglies ir nanovamzdelio kompoziciją, tai padarys."
Trečiadienį (spalio 17 d.) „Royal Society Interface“ žurnale „Sun“ ir tyrimo autorius, Johnso Hopkinso universiteto doktorantas Danas Popescu išsamiai aprašė savo išvadas.
