Bir sanatçının büyük bir uzay asansörü ulaşım sistemini gösteren resmi. Teknolojinin gelecekteki sürümleri bir gün kendilerini düzeltebilir.
(Resim: © Japonya Uzay Asansör Derneği)
Yeni bir araştırma, teknoloji feribot yolcuları ve yörüngeye ve yörüngeden kargoya mevcut malzemeler kullanılarak inşa edilebilir, eğer teknoloji gerektiğinde biyolojiden ilham alırsa yeni bir çalışma bulur.
Teorik olarak, bir uzay asansörü, uzayda bir karşı ağırlığa binlerce mil uzanan bir kablo veya kablo demetinden oluşur. Dünya'nın dönüşü kabloyu gergin tutacak ve tırmanıcı araçlar bir trenin hızında kabloyu yukarı ve aşağı sıkıştırdı.
Bir uzay asansörüne binmek muhtemelen günler sürecekti. Bununla birlikte, bir uzay asansörü inşa edildiğinde, teknolojideki uzaya yolculuk bir rokete göre çok daha ucuz ve daha güvenli olabilir. Uzay asansörü teknolojisi, Japonya'nın robotik HTV-7 kargo uzay aracında 27 Eylül'de Uluslararası Uzay İstasyonu'na gelen Japon STARS-Me deneyinde (Space Tethered Otonom Robotik Uydu-Mini Asansör kısaltması) gerçek hayatta test ediliyor. .
Beantalk benzeri asansörün uzaya kavramı, Rus uzay öncüsü Konstantin Tsiolkovsky'den 1895 "düşünce denemesine" dayanıyor. O zamandan beri, bu tür “mega yapılar” bilim kurgularında sıklıkla ortaya çıkmaktadır. Uzay asansörleri yaratmanın temel sorunu, karşılaşacağı olağanüstü güçlere dayanacak kadar güçlü bir kablo inşa etmektir. ['Gökyüzüne Sütun': Yazar William Forstchen ile Uzay Asansörü Soru-Cevapları]
Bir uzay asansörü kablosu inşa etmek için doğal bir seçim, sadece nanometre veya metre genişliğinin milyarda biri olan karbon borulardır. Önceki araştırmalar, bu tür karbon nanotüplerin, ağırlığın altıda birinde çelikten 100 kat daha güçlü olduğunu kanıtladı.
Bununla birlikte, şu anda, bilim adamları karbon nanotüpleri en fazla 55 santimetre uzunluğunda yapabilirler. Bir alternatif, karbon nanotüpleri yüklü kompozitler kullanmaktır, ancak bunlar kendi başlarına yeterince güçlü değildir.
Şimdi, araştırmacılar biyolojiden ilham almanın mühendislerin mevcut malzemeleri kullanarak uzay asansörleri inşa etmelerine yardımcı olabileceğini önerdiler. Baltimore'daki Johns Hopkins Üniversitesi'nde makine mühendisi olan çalışma arkadaşı yazar Sean Sun, "Umarım, bu birisine uzay asansörünü inşa etmeye çalışmak için ilham verecektir."
Biyo-asansör ilhamı
Bilim adamları, mühendisler yapıları tasarlarken, genellikle bu yapıların maksimum gerilme mukavemetlerinin sadece yarısında veya bundan daha az bir oranda çalışması için gerekli malzemelere ihtiyaç duyduklarını belirtti. Bu kriter, yapıların başarısız olma şansını sınırlar, çünkü onlara malzeme mukavemeti veya öngörülemeyen durumlardaki değişimleri ele alma şansı verir. [Uzayya Ulaşmak İçin Roket Kullanmayı Hiç Duracak Mıyız?]
Buna karşılık, insanlarda Aşil tendonu rutin olarak kendisininkine çok yakın mekanik gerilmelere dayanır.
nihai gerilme mukavemeti. Araştırmacılar, biyolojinin sürekli onarım mekanizmaları nedeniyle malzemeleri sınırlarına kadar zorlayabileceğini söyledi.
Sun, "Kendi kendini onarabildiğinde, mühendislik yapıları farklı ve daha sağlam bir şekilde tasarlanabilir." Dedi.
Örneğin, birçok bakterinin itme için kullandığı kırbaç benzeri kamçılı tahrik eden motor "yaklaşık 10.000 devir / dakika [dakikadaki devir sayısı] döner ancak aynı zamanda tüm bileşenlerini aktif olarak on dakika zaman ölçeklerinde onarır ve tersine çevirir" Dedi Sun. Diyerek şöyle devam etti: "Bu, motorlarınızı çıkarırken ve bunların yerini alacak şanzımanı alırken 160 km / s hızda 100 mil / saat hızda ilerlemeye benzer!"
Araştırmacılar, ipinin parçaları rasgele bir şekilde kopmuş, ancak mega yapının kendi kendini onarmasına sahipse, bir uzay asansörünün ne kadar sürebileceğini analiz etmek için matematiksel bir çerçeve geliştirdiler.
mekanizması. Araştırmacılar, robotlar gibi ılımlı onarım oranlarına maruz kaldıysa, mevcut malzemeler kullanılarak oldukça güvenilir bir alan asansörünün mümkün olduğunu buldular.
Örneğin, M5 olarak bilinen ticari sentetik elyaf göz önüne alındığında, "4 milyar tonluk bir kütle ipliği mümkündür" dedi Sun. Diyerek şöyle devam etti: "Bu, [dünyanın] en yüksek binası olan Burç Halife'nin kütlesinin yaklaşık 10.000 katı. Daha gerçekçi olarak, karbon nanotüp kompozit gibi bir şey işi yapacak."
Johns Hopkins Üniversitesi'nde doktora öğrencisi olan Sun ve çalışma baş yazarı Dan Popescu, bulgularını 17 Ekim Çarşamba günü Royal Society Interface dergisinde detaylandırdı.
