Как ще работи космически асансьор

Космическият асансьор е предложена транспортна система, свързваща земната повърхност с космоса. Асансьорът би позволил на превозните средства да пътуват до орбита или космос без използването на ракети. Докато пътуването с асансьор не би било по-бързо от пътуването с ракета, би било много по-евтино и би могло да се използва непрекъснато за превоз на товари и евентуално пътници.

Константин Циолковски за първи път описва космически асансьор през 1895 година. Tsiolkovksy предложи да се изгради кула от повърхността до геостационарна орбита, като по същество направи невероятно висока сграда. Проблемът с идеята му беше, че структурата ще бъде разбита от всички теглото над него. Съвременните концепции за космически асансьори се основават на различен принцип - напрежение. Асансьорът ще бъде изграден с помощта на кабел, прикрепен в единия край на земната повърхност и с масивна противотежест в другия край, над геостационарна орбита (35 876 ​​км). Земно притегляне ще изтегли надолу по кабела, докато

Докато нормалният асансьор използва подвижни кабели, за да изтегли платформа нагоре и надолу, космическият асансьор би разчитайте на устройства, наречени гусени, катерачи или повдигачи, които пътуват по стационарен кабел или панделка. С други думи, асансьорът ще се движи по кабела. Няколко алпинисти ще трябва да пътуват в двете посоки, за да компенсират вибрациите от силата на Кориолис, действаща при тяхното движение.

Настройката за асансьора би била нещо подобно: Масивна станция, заловен астероид или група алпинисти ще бъдат разположени по-високо от геостационарната орбита. Тъй като напрежението върху кабела би било максимално в орбитално положение, кабелът би бил най-дебел там, заострящ се към земната повърхност. Най-вероятно кабелът или ще бъде разгърнат от космоса, или изграден в множество секции, премествайки се надолу към Земята. Алпинистите щяха да придвижват нагоре и надолу кабела на ролки, задържани на място чрез триене. Мощността може да бъде осигурена чрез съществуваща технология, като безжичен трансфер на енергия, слънчева енергия и / или съхранена ядрена енергия. Точката на свързване на повърхността може да бъде мобилна платформа в океана, предлагаща сигурност за асансьора и гъвкавост за избягване на препятствия.

Пътуването с космически асансьор не би било бързо! Времето за пътуване от единия до другия край ще бъде от няколко дни до месец. За да поставим разстоянието в перспектива, ако алпинистът се движи със скорост 300 км / ч (190 мили / ч), ще са необходими пет дни, за да достигне геосинхронна орбита. Тъй като алпинистите трябва да работят съвместно с други по кабела, за да го направят стабилен, вероятно напредъкът ще бъде много по-бавен.

Най-голямата пречка за изграждането на космически асансьори е липсата на материал с достатъчно високо ниво издръжливост на опън и еластичност и достатъчно ниска плътност за изграждане на кабела или лентата. Засега най-силните материали за кабела биха били диамантените нанотръби (за първи път синтезирани през 2014 г.) или въглеродни нанотръби. Тези материали все още не са синтезирани до съотношение дължина или якост на опън към плътност. Най- ковалентни химически връзки свързването на въглеродни атоми в въглеродни или диамантени нанотръби може да издържи толкова много стрес, преди да отпуснете или разкъсате. Учените изчисляват напрежението, което връзките могат да издържат, потвърждавайки, че докато е възможно един ден да се изгради лента, достатъчно дълга, за да простирайки се от Земята до геостационарна орбита, тя няма да може да поддържа допълнителен стрес от околната среда, вибрации и катерачи.

Вибрациите и колебанията са сериозно внимание. Кабелът ще бъде чувствителен на натиск от слънчевият вятър, хармоници (т.е. като наистина дълга цигулка), светкавици и колебание от силата на Кориолис. Едно от решенията би било да се контролира движението на обхождащите машини, за да се компенсират някои от ефектите.

Друг проблем е, че пространството между геостационарна орбита и земната повърхност е засипано с космически боклуци и отломки. Решенията включват почистване на космическото пространство в близост до Земята или създаване на орбитален противотежест в състояние да избягва препятствия.

Други въпроси включват корозия, микрометеоритни въздействия и ефектите на радиационните пояси на Van Allen (проблем както за материалите, така и за организмите).

Големината на предизвикателствата, съчетани с развитието на ракети за многократна употреба, като тези, разработени от SpaceX, намаляха интереса към космическите асансьори, но това не означава, че идеята за асансьор е мъртъв.

Все още не е разработен подходящ материал за космически асансьор, базиран на Земята, но съществуващите материали са достатъчно здрави, за да поддържат космически асансьор на Луната, други луни, Марс или астероиди. Марс има около една трета от тежестта на Земята, но все пак се върти със същата скорост, така че марсианският космически асансьор би бил много по-къс от този, построен на Земята. Асансьор на Марс ще трябва да се справи с ниската орбита на луната Фобос, който пресича редовно марсианския екватор. От друга страна, усложнението на лунния асансьор е, че Луната не се върти достатъчно бързо, за да предложи неподвижна орбитна точка. Въпреки това, лагрангийските точки може да се използва вместо това. Въпреки че лунният асансьор би бил дълъг 50 000 км от близката страна на Луната и още по-дълъг от далечната й страна, по-ниската гравитация прави строителството възможно. Марсианският асансьор може да осигури текущ транспорт извън гравитацията на планетата, а лунният асансьор може да се използва за изпращане на материали от Луната до място, лесно достигнато от Земята.

Множество компании са предложили планове за космически асансьори. Проучванията за осъществимост показват, че асансьорът няма да бъде изграден, докато (а) не бъде открит материал, който може да поддържа напрежението за земния асансьор или (б) има нужда от асансьор на Луната или Марс. Макар че е вероятно условията да бъдат изпълнени през 21 век, добавянето на космически асансьор към списъка ви с кофи може да е преждевременно.

• Ландис, Джефри А. & Cafarelli, Craig (1999). Представен като документ IAF-95-V.4.07, 46-и конгрес на Международната федерация по космонавтика, Осло Норвегия, 2–6 октомври 1995 г. „Кулата на Циолковски преразгледана“. Списание на Британското междупланетно дружество. 52: 175–180.
• Cohen, Stephen S.; Мисра, Арун К. (2009). „Ефектът от транзитния катерач върху динамиката на космическия асансьор“. Acta Astronautica. 64 (5–6): 538–553.
• Фицджералд, М., Лебед, П., Пени, Р. Лебед, С. Космически асансьор Архитектура и пътни карти, издателство Lulu.com 2015