Glavni Raziskovanje vesoljaVesoljski dvigalo? Zgradite ga najprej na Luni

Vesoljski dvigalo? Zgradite ga najprej na Luni

Raziskovanje vesolja : Vesoljski dvigalo?  Zgradite ga najprej na Luni

Govor Arthurja C. Clarkeja v šestdesetih letih prejšnjega stoletja, ki je razlagal geostacionarne satelite, je Pearsonu navdihnil celoten koncept vesoljskih dvigal, medtem ko je v dneh iztovarjanja Apollo Moon v Kaliforniji delal v raziskovalnem centru NASA Ames v Kaliforniji.

Clarke je dejal, da je dober način za razumevanje komunikacijskih satelitov v geostacionarni orbiti, da si jih predstavljamo na vrhu visokega stolpa, ki se je nad Zemljo povzpel 35.786 km, se spominja Pearson, in mislim, , zakaj ne bi zgradili dejanskega stolpa?

Spoznal je, da je teoretično možno parkirati protiutež, kot majhen asteroid, v geostacionarni orbiti in nato podaljšati kabel navzdol ter ga pritrditi na zemeljski ekvator. Teoretično bi avtomobili z dvigali lahko potovali po dolgem kablu in prenašali tovor iz zemeljske gravitacije dobro in v vesolje za del cene, ki jo prinesejo kemične rakete.

… v teoriji. Takrat in zdaj je težava v tem, da materiala, potrebnega za podpiranje celo samo teže kabla v Zemljini gravitaciji, ne obstaja. Šele v zadnjih nekaj letih so se s pojavom ogljikovih nanocevk - z natezno trdnostjo v igrišču - končno premaknili mimo smejalnega odra in začeli resno preiskovati. In čeprav so ogljikove nanocevke izdelane v majhnih količinah v laboratoriju, so inženirji še vedno dolga leta, da jih skupaj prepletejo v dolg kabel, ki bi lahko zagotovil potrebno moč.

Pearson je vedel, da so tehnični izzivi zapleteni, zato se je vprašal, "zakaj ne bi na Luni postavil dvigala?"

Na Luni je sila gravitacije šestina tistega, kar čutimo tukaj na Zemlji, in vesoljski kabel je v naši sedanji proizvodni tehnologiji. Iztegnite kabel s površine Lune in imeli boste poceni način dostave mineralov in zalog v Zemljino orbito.

Lunar v vesoljskem dvigalu bi deloval drugače kot eno, ki temelji na Zemlji. Za razliko od našega lastnega planeta, ki se vrti vsakih 24 ur, se Luna na svoji osi vrti le enkrat na 29 dni; toliko časa, kot je potrebno za dokončanje ene orbite okoli Zemlje. Zato lahko le kdaj vidimo eno stran Lune. Koncept geostacionarne orbite v resnici nima smisla okoli Lune.

Vendar pa obstaja pet mest v sistemu Zemlja-Luna, kamor lahko postavite predmet majhne mase - na primer satelit… ali protiutež dvigalu vesolja - in ostanejo stabilni z zelo malo energije: točke Lagrange Zemlja-Luna. Točka L1, točka približno 58.000 km nad površino Lune, bo delovala brezhibno.

Predstavljamo si, da lebdiš v vesolju na točki med Zemljo in Luno, kjer je sila gravitacije obeh popolnoma uravnotežena. Poglejte levo in Luna je oddaljena približno 58.000 km; poglejte desno in Zemlja je več kot 5-krat večja od te razdalje. Brez kakršnih koli potisnikov boste sčasoma izstopili iz te popolne izravnalne točke in nato začeli pospeševati bodisi proti Zemlji bodisi Luni. L1 je uravnotežen, vendar nestabilen.

Pearson predlaga, naj NASA izstreli vesoljsko plovilo, ki nosi ogromen kabel kabla do točke L1. Počasi bi se oddaljil od točke L1, ko bi odvijal kabel navzdol na površino Lune. Ko bi se kabel zasidral na lunino površino, bi to zagotavljalo napetost in celoten kabel bi visel v popolnem ravnovesju, kot nihalo, usmerjeno proti tlom. In kot nihalo bi se tudi dvigalo vedno popolnoma postavljalo v smeri točke L1, ko jo je gravitacija Zemlje odtekala. Poslanstvo bi lahko vključevalo celo majhnega plezalca na sončno energijo, ki bi se lahko povzpel z lunine površine na vrh kabla in dostavil vzorce mesečevih kamnin v visoko zemeljsko orbito. Nadaljnje misije bi lahko dobile cele skupine plezalcev in koncept spremenili v operacijo množične proizvodnje.

Prednost povezovanja dvigala z Luno namesto z Zemljo je preprosto dejstvo, da so vpletene sile veliko manjše - gravitacija Lune je 1/6 od Zemljine. Namesto eksotičnih nanocevk z izjemno natezno trdnostjo bi kabel lahko izdelali z uporabo visoko trdnih tržno dostopnih materialov, kot sta Kevlar ali Spectra. Pravzaprav je Pearson uporabil komercialno vlakno z imenom M5, za katerega izračuna, da bi tehtal le 6.800 kg za polni kabel, ki bi podstavil nosilnost 200 kg. To je povsem v skladu z zmogljivostmi najzmogljivejših raket, ki jih dobavljajo Boeing, Lockheed Martin in Arianespace. En zagon je potreben za postavitev dvigala na Luno. Ko je dvigalo nameščeno, ga lahko začnete ojačati z dodatnimi materiali, kot sta steklo in bor, ki bi jih lahko izdelali na Luni

Kaj bi torej naredili z vesoljskim dvigalom, povezanim z Luno? "Veliko, " pravi Pearson, "na Luni obstajajo vse vrste virov, ki bi jih bilo veliko lažje zbrati in spraviti v orbito, kot pa jih izstreliti z Zemlje. Lunarni regolit (lunina umazanija) se lahko uporablja kot zaščita za vesoljske postaje; kovine in drugi minerali se lahko kopajo s površine in uporabljajo za gradnjo v vesolju; in če se odkrije led na južnem polu Lune, bi lahko dovajali vodo, kisik in celo gorivo vesoljskim plovilom. "

Če se vodni led prikaže na južnem polu Lune, lahko tam speljete drugi kabel in ga na koncu priklopite na prvi kabel. To bi omogočilo južni lunski luni, da odda material v orbito visoke Zemlje, ne da bi bilo treba potovati po tleh do podnožja prvega dvigala.

Odlično bi bilo za skale, ne pa tudi za ljudi. Tudi če bi plezalec premikal po kablu s sto kilometri na uro, bi astronavti potovali tedne in bili izpostavljeni sevanju globokega vesolja. Ko pa govorite o tovoru, pa počasi in vztrajno zmaga na dirki.

Pearson je svojo idejo o lunarnem dvigalu prvič objavil leta 1979 in jo od takrat gradi. Letos pa se NASA ne smeji, poslušajo. Pearsonovo podjetje Star Technology in Research je pred kratkim za šestmesečno študijo NAAC (NASI) za šestmesečno študijo prejelo 75.000 dolarjev nepovratnih sredstev. Če se ideja izkaže za obetavno, bi lahko Pearson dobil večjo donacijo za začetek premagovanja nekaterih inženirskih izzivov ter poiskal partnerje znotraj in NASA in zunaj, ki bi pomagali pri njegovem razvoju.

NIAC išče ideje, ki so zunaj Nasinega območja običajnega udobja tehnologij - na primer dvigalo na Luni - in pomaga, da se razvijejo do te mere, da so bila odstranjena številna tveganja in neznanke.

Pearson upa, da mu bo ta donacija pomagala pri NASA-i, da bo lunarno dvigalo neprecenljiv prispevek k novi viziji vesoljskega raziskovanja Moon-Mars, ki bo podpirala prihodnje lunarne baze in vesoljske industrije. Inženirjem bi to omogočilo razumevanje težav pri gradnji dvigal v vesolje, ne da bi se najprej lotili neizmernega izziva njegove gradnje na Zemlji.

Spisal Fraser Cain

Kategorija:
Sandy Ridges predstavljajo skrivnost za prihodnje počitnice na Marsovskih plažah
Prihajajoči teleskopi bi morali biti sposobni zaznavati gore in druge pokrajine na ekstrasolarnih planetih