Un matematician și un inginer mecanic de la Universitatea Johns Hopkins din Statele Unite au sugerat că atâta timp cât producătorii de ascensoare adoptă mai multe tehnici biologice, ajustează evaluările riscurilor și construiesc niște roboți de reparații automatizați, ei vor construi un spațiu în viitorul apropiat. Ascensorul este complet posibil.
Sina Technology News, ora Beijingului, la știrile din 11 iunie, conform rapoartelor mass-media străine, ascensoare spațiale au fost mult timp una dintre temele științifico-fantastice în viața reală, iar aceasta este, de asemenea, fezabilitatea NASA și a altor instituții. Subiectul cercetării. Consensul actual la care au ajuns inginerii este că elevatoarele spațiale sunt o idee foarte bună, dar procesul de construcție implică stres și presiune enorme, iar materialele existente nu își pot îndeplini cerințele.

Cu toate acestea, un matematician și un inginer mecanic de la Universitatea Johns Hopkins din Statele Unite au sugerat că atâta timp cât producătorii de ascensoare adoptă mai multe tehnici biologice, ajustează evaluările riscurilor și construiesc niște roboți de întreținere automată, aceștia vor construi un viitor. Elevatoarele spațiale sunt în întregime posibile.

Într-un raport de cercetare, autorii Dan Popescu și Sean Sun au simulat proiectarea ascensorului spațial, care a găsit stres maxim și atracție maximă pe baza structurilor biologice (de exemplu, ligamente și tendoane). Se calculează raportul dintre puterea extensiei. Acest lucru este mult mai mare decât raportul tensiune-rezistență utilizat în inginerie, iar capacitatea materialului de a absorbi forțe este de cel puțin dublu față de forța de rupere.

Cercetătorii subliniază că astfel de rapoarte de intensitate a stresului sunt acceptabile pentru proiectele normale de inginerie civilă, dar pentru clădirile mari, acest raport este prea strict pentru a controla probabilitatea de avarie. Este demn de remarcat faptul că liftul spațial este foarte mare și poate fi cea mai mare structură de construcție construită de oameni.

Construcția ascensoarelor spațiale permite transportarea oamenilor și a materialelor spațiale în afara atmosferei Pământului. În unele modele de ascensoare spațiale, nu se menționează necesitatea utilizării rachetelor. Primul concept de ascensor spațial a fost propus de omul de știință rus Konstantin Ciolkovski în 1895.

Din 1895, oamenii de știință au continuat să rafineze designul ascensoarelor spațiale, dar designul de bază al ascensorului nu s-a schimbat. Ascensorul spațial conține un cablu solid pe pământ, care se extinde de obicei în sus în orbita geostaționară - la aproximativ 35.786 de kilometri de sol.

La capătul superior al cablului se află un echilibru, gravitația și forța centrifugă exterioară pun cablul în tensiune, plasând un compartiment de marfă de-a lungul cablului care se deplasează în sus și în jos. Principala problemă a acestui ascensor spațial este că presiunea asupra cablului extra-lung este atât de mare încât în ​​prezent nimic nu este suficient pentru a rezista.

În ultimele decenii, au existat niște concursuri de mari dimensiuni și propuneri pentru rezolvarea acestei probleme, dar până acum nimeni nu a avut succes. Soluția recent propusă a fost proiectul Google X lansat de Google în 2014, dar nimeni nu a reușit să fabrice cabluri de nanotuburi de carbon cu rezistență superioară de peste 1 metru lungime, iar planul de construcție a liftului spațial a fost suspendat.

Se înțelege că nanotuburile de carbon sunt o mare speranță pentru liftul spațial cuvânt marca lift ingineri, dar această speranță poate fi distrusă. Un model de cercetare din 2006 a prezis că trebuie să existe anumite defecte ale cablului de nanotuburi de aproximativ 100.000 de metri lungime, ceea ce a redus rezistența generală a cablului cu 70%.

Propscu a propus o altă soluție în raportul de cercetare. Deși nanotuburile de carbon sunt teoretic cea mai bună alegere pentru cablurile de ridicare a spațiului, tehnologia actuală nu poate produce nanotuburi de carbon de peste câțiva centimetri lungime, astfel încât sunt utilizate nanometre de carbon. Nu este posibil să se fabrice lifturi spațiale. Cu toate acestea, el a propus utilizarea unor materiale compozite - nanotuburi de carbon combinate cu alte materiale, deși rezistența este mai slabă decât nanotuburile de carbon pure, dar folosim mecanisme de auto-vindecare pentru a spori rezistența materialului pentru a asigura stabilitatea super clădire.

Acest mecanism de auto-vindecare este crucial, iar cercetătorii au propus un design de cablu care să-și împartă direcția în două, în sus, într-o serie de „segmente stivuite”; lateral, într-o serie de "filamente de cablu paralele. Când orice filament de cablu eșuează, această situație se va produce adesea, influența sa este limitată la propria secțiune a stivei, iar greutatea sarcinii este împărțită imediat cablului paralel până când robotul de reparație ajunge pentru înlocuire.

Cercetătorii au subliniat că, cu acest „mecanism de reparație autonom”, lifturile spațiale pot asigura fiabilitate la niveluri ridicate de solicitare și, în același timp, pot fi fabricate din materiale cu rezistență mai mică, ceea ce face fezabilitatea reală mai aproape.

Propscu a subliniat că baza tuturor acestor modele de ascensoare spațiale este scăderea treptată a raportului de solicitare, combinația dintre standardele de proiectare inginerească și principiile biologice. El a subliniat că tendoanele lui Ahile umane și coloana vertebrală pot rezista la solicitări uriașe, foarte apropiate de rezistența lor la tracțiune, care este mai mare decât solicitările pe care inginerii proiectează oțelul.

Motivul principal este că, cel puțin într-o oarecare măsură, tendoanele și coloana vertebrală au o putere de auto-reparare, care lipsește în materialele din oțel. Cercetătorii cred că adăugarea mecanismelor biologice ale tendoanelor și coloanei vertebrale la designul ascensorului spațial înseamnă că nu trebuie să așteptăm noi materiale futuriste.

Propscu a spus: "Credem că structurile de construcție super-mari, cum ar fi lifturile spațiale, trebuie să ia în considerare pe deplin posibilitatea defectării componentelor și, de asemenea, au nevoie de un mecanism de auto-vindecare pentru a înlocui componentele deteriorate. Acest lucru va asigura că liftul spațial este sub sarcină mare. Alergați în jos fără a-i afecta integritatea. Aceasta înseamnă că este posibil să construiți suprastructuri folosind materialele existente! "