Как Ще Работят Космическите Асансьори

{h1}

Космическите асансьори са обяснени в тази статия. Научете за асансьорите в космоса.

Когато на 12 април 1981 г. от Космическия център Кенеди, Флорида, космическият совал се прехвърли, за да започне първата мисия на космически совалки, мечтата за космически кораб за многократна употреба се реализира. Оттогава НАСА е стартирала над 100 мисии, но цената на космическите мисии се е променила малко. Независимо дали става въпрос за космическата совалка или руския космически кораб за многократна употреба, цената на старта е приблизително 10 000 долара за лира (22 000 долара за кг).

Нова система за космически транспорт, която се разработва, може да превърне пътуването до Геостационарна земна орбита (GEO) в ежедневно събитие и да трансформира глобалната икономика.

Космически асансьор от а въглеродни нанотръби композитна лента закотвено на морски платформа ще се простира до малка противотежест, приблизително 62 000 мили в космоса. Механичните повдигачи, прикрепени към лентата, след това биха се изкачили по лентата, превозвайки товари и хора в космоса, на цена от около 100 до 400 долара за лира (от 220 до 880 долара за кг).

В тази статия ще разгледаме как идеята за космически асансьор се измества от научната фантастика и в реалността.

Космическа асансьорна лента

Противотежестта в края на космическия асансьор ще поддържа напречната лента от въглеродни нанотръби.

Противотежестта в края на космическия асансьор ще поддържа напречната лента от въглеродни нанотръби.

За да разберете по-добре концепцията за космически асансьор, помислете за играта тетербол, при която въжето е прикрепено в единия край към стълб, а в другия - към топка. В тази аналогия въжето е въглеродни нанотръби композитна лента, полюсът е Земята, а топката е противотежестта. Сега, представете си, че топката е поставена във вечно въртене около полюса, толкова бързо, че поддържа въжето опънато. Това е общата идея на космическия асансьор. Противотегът се върти около Земята, като поддържа кабела прав и позволява на роботизираните повдигачи да се движат нагоре и надолу по лентата.

Съгласно дизайна, предложен от LiftPort, космическият асансьор ще бъде висок приблизително 62 000 мили (100 000 км). LiftPort е една от няколкото компании, разработващи планове за космически асансьор или компоненти от него. Екипи от цял ​​свят трябва да се състезават за $ 400 000 първа награда в Space Elevator Games на X Prize Cup през октомври 2006 г. в Лас Крус, Ню Мексико.

В центъра на асансьора ще бъде съставената лента от въглеродни нанотръби, широка само няколко сантиметра и почти толкова тънка като лист хартия. Въглеродните нанотръби, открити през 1991 г., са това, което кара учените да смятат, че космическият асансьор може да бъде построен. Според д-р Брадли Едуардс от фондация Spaceward, „Преди това материалните предизвикателства са били твърде големи. Но сега вече се доближаваме с напредъка в създаването на въглеродни нанотръби и в изграждането на машини, които могат да въртят големи дължини на материала, необходим за създаване лента, която ще се простира в пространството "[ref].

Как ще работят космическите асансьори: асансьор

Според някои ранни планове остатъчните строителни материали ще бъдат използвани за формиране на противотежестта.

Въглеродните нанотръби имат потенциал да бъдат 100 пъти по-здрави от стоманата и са гъвкава като пластмаса, Силата на въглеродните нанотръби идва от тяхната уникална структура, която наподобява футболни топки. След като учените успеят да направят влакна от въглеродни нанотръби, ще бъде възможно да се създадат нишки, които да оформят лентата за космическия асансьор. Досега достъпните материали бяха или твърде слаби, или негъвкави, за да образуват лентата и лесно биха се счупили.

"Те имат много висок модул на еластичност и тяхната якост на опън е наистина висока и всичко това сочи към материал, който на теория би трябвало да направи космически асансьор сравнително лесен за изграждане", заяви Том Нуджент, директор на научните изследвания, LiftPort Group.

Лента може да бъде изградена по два начина:

  • Дълги въглеродни нанотръби - дълги няколко метра или по-дълги - ще бъдат сплетени в структура, наподобяваща въже. От 2005 г. най-дългите нанотръби все още са дълги само няколко сантиметра.
  • По-къси нанотръби могат да бъдат поставени в полимерна матрица. Настоящите полимери не се свързват добре с въглеродните нанотръби, което води до изваждане на матрицата от нанотръбите, когато се поставят под напрежение.

След като се създаде дълга лента от нанотръби, тя ще бъде навита в макара, която ще бъде пусната в орбита. Когато космическият кораб, носещ макарата, достигне определена височина, може би Ниска земна орбита, тя ще започне да се разминава, спускайки лентата обратно към Земята. В същото време макарата би продължила да се движи на по-голяма надморска височина. Когато лентата се спусне в земната атмосфера, тя ще бъде уловена и след това спусната и закотвена на мобилна платформа в океана.

Лентата ще служи като коловози на един вид железопътна линия в космоса. След това механичните повдигачи ще се използват за изкачване на лентата в космоса.

Как измерва космическият асансьор

Ако бъде построена, лентата ще представлява модерно световно чудо и ще бъде най-високата структура, строена някога. Помислете, че най-високата свободностояща кула в света през 2005 г. е тази CN Tower, която се издига на 1815 фута 5 инча (553,34 метра) над Торонто, Канада. Космическият асансьор ще бъде 180 720 пъти по-висок от кулата на CN!

Космическият асансьор с дължина 62 000 мили (100 000 км) ще се издигне далеч над средната орбитална височина на космическата совалка (115-400 мили / 185-643 км). Всъщност това би равно на една четвърт от разстоянието до Луната, която обикаля около Земята на 237 674 мили (382 500 км).

Каране на космически асансьор до върха

Алпинистите от всеки край на повдигача ще навият лентата със скорост около 200 mph.

Алпинистите от всеки край на повдигача ще навият лентата със скорост около 200 mph.

Докато лентата все още е концептуален компонент, всички останали части на космическия асансьор могат да бъдат конструирани по известна технология, включително роботизиран повдигач, котва станция и система за излъчване на мощност, По времето, когато лентата е построена, останалите компоненти ще бъдат почти готови за стартиране някъде около 2018 година.

повдигач

Роботизираният повдигач ще използва лентата, за да насочи изкачването си в космоса. Тяговите ролки на повдигача се захващат за лентата и издърпват лентата през нея, което позволява на повдигача да се изкачи нагоре по асансьора.

Станция за котва

Космическият асансьор ще произхожда от мобилна платформа в екваториалния Тихи океан, която ще закотви лентата към Земята.

противотежест

В горната част на лентата ще има тежък противотежест, Ранните планове за космическия асансьор включваха заснемането на астероид и използването му като противотежест. Но по-новите планове като тези на LiftPort и Института за научни изследвания (ISR) включват използването на изкуствена противотежест. Всъщност противотежестта може да бъде сглобена от оборудване, използвано за изграждане на лентата, включително космическия кораб, който се използва за изстрелването му.

Power Beam

Подемникът ще се захранва от a свободна електронна лазерна система разположен на или близо до котвата. Лазерът ще излъчва 2,4 мегавата енергия към фотоволтаичните клетки, може би направени от Галиев арсенид (GaAs), прикрепен към повдигача, който след това ще преобразува тази енергия в електричество, за да бъде използван от конвенционални, ниобиеви магнитни постояннотокови електрически двигатели, съгласно ISR.

Веднъж работещи, повдигачите можеха да се катерят по космическия асансьор почти всеки ден. Повдигачите ще варират по размер от пет тона, в началото, до 20 тона. 20-тонният повдигач ще може да превозва цели 13 тона полезен товар и да разполага с 900 кубически метра пространство. Повдигачите биха превозвали товари от спътници до панели със слънчева енергия и в крайна сметка хората издигат лентата със скорост от около 118 мили в час (190 км / час).

Поддръжка на космически асансьор

Лентата за космически асансьор ще бъде закотвена към мобилна платформа в екваториалния Тихи океан. Като част от система, която да помогне на асансьора да избегне орбитални отломки, мобилната платформа може да бъде преместена.

Лентата за космически асансьор ще бъде закотвена към мобилна платформа в екваториалния Тихи океан. Като част от система, която да помогне на асансьора да избегне орбитални отломки, мобилната платформа може да бъде преместена.

При дължина от 100 000 км космическият асансьор ще бъде уязвим за много опасности, включително за времето, космическите отломки и терористите. Докато плановете вървят напред по отношение на дизайна на космическия асансьор, разработчиците обмислят тези рискове и начините за тяхното преодоляване. Всъщност, за да се уверят, че винаги има оперативен космически асансьор, разработчиците планират да построят множество космически асансьори. Всеки от тях ще бъде по-евтин от предишния. Първият космически асансьор ще служи като платформа, от която да се изграждат допълнителни космически асансьори. По този начин разработчиците гарантират, че дори ако един космически асансьор срещне проблеми, останалите могат да продължат да вдигат полезните товари в космоса.

Избягване на космическите отломки

Подобно на космическата станция или космическата совалка, космическият асансьор ще се нуждае от способността да избягва орбитални предмети, като отломки и спътници. Платформата за закрепване ще използва активно избягване за защита на космическия асансьор от такива предмети. В момента Северноамериканското командване за аерокосмическа отбрана (NORAD) проследява обекти, по-големи от 10 см (3,9 инча). Защитата на космическия асансьор би изисквала орбитална система за проследяване на отломки, която би могла да открие предмети с размери приблизително 1 см (.39 инча). В момента тази технология се разработва за други космически проекти.

"Нашите планове са да закотвим лентата към мобилна платформа в океана", каза Том Нуджент от LiftPort. „Всъщност можете да преместите котвата си наоколо, за да издърпате лентата от пътя на спътниците.“

Отблъскващи атаки

Изолираното местоположение на космическия асансьор ще бъде най-големият фактор за намаляване на риска от терористични атаки. Например, първата котва ще бъде разположена в екваториалния Тихи океан, на 650 км от всяка въздушна или корабна лента, според LiftPort. Само малка част от космическия асансьор ще бъде в обсега на всяка атака, която е на 15 км. Или по-ниска от 9.3 мили. Освен това космическият асансьор ще бъде ценен световен ресурс и вероятно ще бъде защитен от САЩ и други чуждестранни военни сили.

Въздействие върху космическия асансьор

Концепция на художник за слънчевия изглед.

Концепция на художник за слънчевия изглед.

Потенциалното глобално въздействие на космическия асансьор привлича сравненията с друго голямо транспортно постижение - трансконтиненталната железопътна линия в САЩ. Завършена през 1869 г. в Промотори, щата Юта, трансконтиненталната железопътна линия за първи път свързва бреговете на Изтока и Запада и ускорява заселването на американския запад. Пътуванията в чужбина намаляваха от месеци на дни. Освен това тя отвори нови пазари и породи изцяло нови индустрии. До 1893 г. Съединените щати разполагат с пет трансконтинентални железопътни линии.

Идеята за космически асансьор споделя много от същите елементи като трансконтиненталната железница. Космическият асансьор би създал постоянна връзка Земя-Космос, която никога няма да се затвори. Макар че не би направило пътуването в Космоса по-бързо, това би направило пътуванията в Космоса по-често и би отворило пространство за нова ера на развитие. Може би най-големият фактор, задвижващ идеята за космически асансьор е, че той би намалил значително разходите за поставяне на товари в космоса. Въпреки че са по-бавни от космическата совалка с химическо задвижване, повдигачите намаляват разходите за изстрелване от 10 000 до 20 000 долара на лира, до приблизително 400 долара за лира.

Според настоящите оценки цената на изграждането на космически асансьор е 6 милиарда долара, а юридическите и регулаторните разходи са на 4 милиарда долара, според Брадли Едуардс, автор на „Космическият асансьор, NIAC, фаза II на окончателния доклад“. (Едуардс е и д-р Брадли Карл Едуардс, президент и основател на Carbon Designs.) За сравнение, цената на програмата за космически совалки беше прогнозирана през 1971 г. за 5,2 милиарда долара, но в крайна сметка струва 19,5 милиарда долара. Освен това всеки полет на космическа совалка струва 500 милиона долара, което е повече от 50 пъти повече от първоначалните оценки.

Космическият асансьор може да замени космическата совалка като основно космическо превозно средство и да се използва за разполагане на сателити, отбрана, туризъм и по-нататъшни проучвания. До последната точка космически кораб ще се изкачи по лентата на асансьора и след това ще изстреля към основната си цел веднъж в космоса. Този тип изстрелвания ще изискват по-малко гориво, отколкото обикновено е необходимо, за да излязат от земната атмосфера. Някои дизайнери също смятат, че космическите асансьори могат да бъдат изградени на други планети, включително Марс.

НАСА финансира изследванията на д-р Едуардс в продължение на три години. През 2005 г. обаче тя отпусна само 28 милиона долара на компании, изследващи космическия асансьор. Въпреки че все още е много заинтересован от проекта, засега би предпочел да седне и да чака по-конкретни разработки.

За много повече информация относно асансьорите за космоси и свързаните с тях теми вижте връзките на следващата страница.

Тестване на технологията

През февруари 2006 г. LiftPort Group обяви, че успешно стартира платформа, използваща височинни балони. Тези балони поддържаха платформата на миля във въздуха в продължение на шест часа.

LiftPort планира да пусне на пазара платформата, наречена HALE (High Altitude Long Endurance), като станция за охранителни камери и мобилни телефони и радиопредавания. [Код].

Източници

  • Експресен асансьор до звездите: CNN International - 18 септември 2006 г. //edition.cnn.com/2006/TECH/space/09/18/space.elevator/
  • Космическият асансьор: окончателен доклад за фаза II на NIAC //liftport.com/files/521Edwards.pdf
  • LiftPort Group//liftport.com/
  • Институт за научни изследвания//isr.us/SEHome.asp
  • Конкурс асансьор 2010//elevator2010.org/site/competition.html
  • Highlift системи//americanantigravity.com/highlift.html
  • Подемник към небесата, IEEE спектър//spectrum.ieee.org/WEBONLY/publicfeature/aug05/0805spac.html


Видео Добавка: Как Ерън О'Конъл разби тотално представите ни за света.




Изследване


Администрацията На Тръмп Изхвърля Закон За Застрашените Видове
Администрацията На Тръмп Изхвърля Закон За Застрашените Видове

Наса Претегли Вятъра, Който Духаше От Галактиката На Пурите, И Е Невероятно Масивен
Наса Претегли Вятъра, Който Духаше От Галактиката На Пурите, И Е Невероятно Масивен

Наука Новини


Mrsa Поразява Повече Болнични Пациенти, Открива Проучване
Mrsa Поразява Повече Болнични Пациенти, Открива Проучване

Проучване: Защо Разказването На Лоши Шеги Е Лоша Идея
Проучване: Защо Разказването На Лоши Шеги Е Лоша Идея

Зимно Слънцестоене: Луди Начини Отбелязваме Най-Краткия Ден
Зимно Слънцестоене: Луди Начини Отбелязваме Най-Краткия Ден

Секира, Свързана С Ötzi, Ледения Намерен На Север От Алпите
Секира, Свързана С Ötzi, Ледения Намерен На Север От Алпите

Подозрената Наука: Топ 5Те Изтеглени Документи На 2015 Г.
Подозрената Наука: Топ 5Те Изтеглени Документи На 2015 Г.


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com