Matematikus és gépészmérnök a Johns Hopkins Egyetemen

Az egyesült államokbeli Johns Hopkins Egyetem matematikusa és gépészmérnöke azt javasolta, hogy mindaddig, amíg a felvonógyártók több biológiai technikát alkalmaznak, módosítják a kockázatbecsléseket, és építenek néhány automatizált javítórobotot, a közeljövőben építenek egy teret. A lift teljesen lehetséges.
Sina Technology News Pekingi idő szerint június 11-i hírek szerint a külföldi sajtóértesülések szerint az űrliftek régóta a sci-fi egyik témája a való életben, és ez a NASA és más intézmények megvalósíthatósága is. A kutatás tárgya. A mérnökök jelenlegi konszenzusa az, hogy az űrlift nagyon jó ötlet, de az építési folyamat óriási feszültséggel és nyomással jár, és a meglévő anyagok nem tudnak megfelelni a követelményeknek.

Az egyesült államokbeli Johns Hopkins Egyetem matematikusa és gépészmérnöke azonban azt javasolta, hogy amíg a felvonógyártók több biológiai technikát alkalmaznak, módosítják a kockázatbecsléseket, és építenek néhány automatizált karbantartó robotot, addig építik a jövőt. Az űrlift teljesen lehetséges.

Egy kutatási jelentésben Dan Popescu és Sean Sun az űrlift tervezését szimulálták, amely maximális feszültséget és maximális húzóerőt talált a biológiai struktúrák (pl. szalagok és inak) alapján. Ki kell számítani a nyújtás erősségének arányát. Ez jóval magasabb, mint a mérnöki munkában használt feszültség-szilárdság arány, és az anyag erőelnyelő képessége legalább kétszerese a szakítóerőnek.

A kutatók rámutatnak, hogy az ehhez hasonló feszültség-intenzitás arányok elfogadhatók a normál mélyépítési projekteknél, de a nagy épületeknél ez az arány túl szigorú ahhoz, hogy ellenőrizzék a meghibásodás valószínűségét. Érdemes megjegyezni, hogy az űrlift nagyon nagy, és talán a legnagyobb ember által épített épületszerkezet.

Az űrliftek felépítése lehetővé teszi az emberek és az űranyagok földi légkörén kívüli szállítását. Egyes űrlift-konstrukciókban szó sincs rakéták használatának szükségességéről. A legkorábbi űrlift koncepciót Konsztantyin Ciolkovszkij orosz tudós javasolta 1895-ben.

A tudósok 1895 óta folytatják az űrliftek tervezésének finomítását, de a felvonók alapterve nem változott. Az űrlift a földön szilárd kábelt tartalmaz, amely általában felfelé nyúlik a geostacionárius pályára – körülbelül 35 786 kilométerre a földtől.

A kábel felső végén egy egyensúly, a gravitáció és a kifelé irányuló centrifugális erő megfeszíti a kábelt, és a kábel mentén rakteret helyez el, amely fel-le mozog a kábelen. A fő probléma ezzel az űrlifttel az, hogy az extra hosszú kábelre akkora nyomás nehezedik, hogy jelenleg semmi sem bírja el.

Az elmúlt néhány évtizedben nagy tervpályázatok és javaslatok születtek a probléma megoldására, de ezidáig senki sem járt sikerrel. A közelmúltban javasolt megoldás a Google által 2014-ben elindított Google X projekt volt, ám szupererős, 1 méternél hosszabb szén nanocső kábeleket senkinek sem sikerült legyártani, az űrlift kivitelezési tervet pedig felfüggesztették.

Nyilvánvaló, hogy a szén nanocsövek nagy reményt jelentenek az űrlift számára szó márka lift mérnökök, de ez a remény szertefoszlik. Egy 2006-os kutatási modell azt jósolta, hogy bizonyos hibáknak kell lennie a körülbelül 100 000 méter hosszú nanocső kábelben, ami 70%-kal csökkentette a kábel teljes szilárdságát.

Propscu más megoldást javasolt a kutatási jelentésben. Bár elméletileg a szén nanocsövek a legjobb választás az űrlift-kábelekhez, a jelenlegi technológia nem képes több centiméternél hosszabb szén nanocsöveket előállítani, ezért szén nanométereket használnak. Nem lehet űrliftet gyártani. Javasolta azonban néhány kompozit anyag – szén nanocsövek más anyagokkal kombinálva – használatát, bár a szilárdsága gyengébb, mint a tiszta szén nanocsöveké, de öngyógyító mechanizmusokat alkalmazunk az anyag szilárdságának fokozására, hogy biztosítsuk a szuperépület stabilitását.

Ez az öngyógyító mechanizmus kulcsfontosságú, és a kutatók olyan kábeltervet javasoltak, amely két részre osztja az irányt, felfelé, egy sor „halmozott szegmensre”; oldalról egy sor "párhuzamos kábelszálká. Ha bármelyik kábelszál meghibásodik, ez a helyzet gyakran előfordul, hatása a saját kötegrészére korlátozódik, és a terhelés súlya azonnal megoszlik a párhuzamos kábelen, amíg a javítórobot meg nem érkezik cserére.

A kutatók felhívták a figyelmet arra, hogy ezzel az "önálló javítómechanizmussal" az űrliftek nagy igénybevétel mellett is megbízhatóságot tudnak biztosítani, ugyanakkor kisebb szilárdságú anyagokból is készülhetnek, ami közelebb hozza a tényleges megvalósíthatóságot.

Propscu rámutatott, hogy mindezen űrlift-modellek alapja a fokozatosan csökkenő feszültségarány, a mérnöki tervezési szabványok és a biológiai elvek kombinációja. Hangsúlyozta, hogy az emberi Achilles-ín és a gerinc óriási igénybevételnek ellenáll, nagyon közel a szakítószilárdságukhoz, ami nagyobb, mint a mérnökök által az acélból tervezett feszültségek.

Ennek fő oka, hogy az inak és a gerinc legalább bizonyos mértékig önjavító ereje van, ami az acélanyagokból hiányzik. A kutatók úgy vélik, hogy az inak és a gerinc biológiai mechanizmusainak kiegészítése az űrlift tervezésével azt jelenti, hogy nem kell várnunk a futurisztikus új anyagokra.

Propscu elmondta: "Úgy gondoljuk, hogy a szupernagy épületszerkezeteknek, például az űrlifteknek teljes mértékben figyelembe kell venniük az alkatrészek meghibásodásának lehetőségét, és öngyógyító mechanizmusra is szükségük van a sérült alkatrészek cseréjéhez. Ez biztosítja, hogy a térlift nagy terhelés alatt legyen. Fuss le anélkül, hogy megsértené az integritását. Ez azt jelenti, hogy a meglévő anyagok felhasználásával felépítményeket lehet építeni!"