Seorang ahli matematika dan insinyur mesin di Universitas Johns Hopkins

Seorang ahli matematika dan insinyur mesin di Universitas Johns Hopkins di Amerika Serikat menyatakan bahwa selama produsen elevator mengadopsi lebih banyak teknik biologis, menyesuaikan penilaian risiko, dan membangun beberapa robot perbaikan otomatis, mereka akan membangun ruang dalam waktu dekat. Lift sangat mungkin.
Berita Teknologi Sina waktu Beijing pada berita 11 Juni, menurut laporan media asing, elevator luar angkasa telah lama menjadi salah satu tema fiksi ilmiah dalam kehidupan nyata, dan ini juga merupakan kelayakan NASA dan institusi lainnya. Subyek penelitian. Konsensus yang dicapai saat ini oleh para insinyur adalah bahwa elevator ruang angkasa adalah ide yang sangat bagus, namun proses konstruksinya melibatkan tekanan dan tekanan yang sangat besar, dan material yang ada tidak dapat memenuhi persyaratannya.

Namun, seorang ahli matematika dan insinyur mesin di Universitas Johns Hopkins di Amerika Serikat menyatakan bahwa selama produsen elevator mengadopsi lebih banyak teknik biologis, menyesuaikan penilaian risiko, dan membangun beberapa robot pemeliharaan otomatis, mereka akan membangun masa depan. Lift luar angkasa sangat mungkin dilakukan.

Dalam laporan penelitian, penulis Dan Popescu dan Sean Sun mensimulasikan desain elevator ruang angkasa, yang menemukan tegangan maksimum dan tarikan maksimum berdasarkan struktur biologis (misalnya ligamen dan tendon). Rasio kekuatan ekstensi dihitung. Ini jauh lebih tinggi daripada rasio tegangan-kekuatan yang digunakan dalam bidang teknik, dan kemampuan material untuk menyerap gaya setidaknya dua kali lipat gaya putus.

Para peneliti menunjukkan bahwa rasio intensitas tegangan seperti ini dapat diterima untuk proyek teknik sipil biasa, namun untuk bangunan besar, rasio ini terlalu ketat untuk mengontrol kemungkinan kegagalan. Perlu dicatat bahwa lift luar angkasa berukuran sangat besar dan mungkin merupakan struktur bangunan terbesar yang dibangun oleh manusia.

Pembangunan elevator luar angkasa memungkinkan manusia dan material luar angkasa diangkut ke luar atmosfer bumi. Dalam beberapa desain elevator luar angkasa, tidak disebutkan perlunya menggunakan roket. Konsep elevator ruang angkasa paling awal diusulkan oleh ilmuwan Rusia Konstantin Tsiolkovsky pada tahun 1895.

Sejak tahun 1895, para ilmuwan terus menyempurnakan desain elevator ruang angkasa, namun desain dasar elevator tidak berubah. Lift luar angkasa berisi kabel yang kokoh di bumi, biasanya memanjang ke atas hingga orbit geostasioner – sekitar 35.786 kilometer dari permukaan tanah.

Pada ujung atas kabel terdapat keseimbangan, gravitasi dan gaya sentrifugal ke luar membuat kabel menjadi tegang, menempatkan ruang kargo di sepanjang kabel yang bergerak ke atas dan ke bawah kabel. Masalah utama dengan elevator luar angkasa ini adalah tekanan pada kabel ekstra panjang itu begitu besar sehingga tidak ada yang cukup untuk menahannya.

Dalam beberapa dekade terakhir, terdapat beberapa kompetisi desain besar-besaran dan proposal untuk memecahkan masalah ini, namun sejauh ini belum ada yang berhasil. Solusi yang diusulkan baru-baru ini adalah proyek Google X yang diluncurkan oleh Google pada tahun 2014, tetapi tidak ada yang mampu memproduksi kabel tabung nano karbon berkekuatan super dengan panjang lebih dari 1 meter, dan rencana pembangunan elevator ruang angkasa ditunda.

Dapat dipahami bahwa tabung nano karbon adalah harapan besar bagi elevator ruang angkasa lift merek kata insinyur, tapi harapan ini mungkin pupus. Model penelitian tahun 2006 memperkirakan bahwa pasti ada cacat tertentu pada kabel nanotube yang panjangnya sekitar 100.000 meter, yang mengurangi kekuatan keseluruhan kabel sebesar 70%.

Propscu mengusulkan solusi berbeda dalam laporan penelitiannya. Meskipun tabung nano karbon secara teoritis merupakan pilihan terbaik untuk kabel elevator ruang angkasa, teknologi saat ini tidak dapat menghasilkan tabung nano karbon yang panjangnya lebih dari beberapa sentimeter, sehingga digunakan nanometer karbon. Tidak mungkin membuat elevator luar angkasa. Namun, ia mengusulkan penggunaan beberapa material komposit - tabung nano karbon yang dikombinasikan dengan bahan lain, meskipun kekuatannya lebih lemah dari tabung nano karbon murni, namun kami menggunakan mekanisme penyembuhan diri untuk meningkatkan kekuatan material guna menjamin stabilitas bangunan super.

Mekanisme penyembuhan diri ini sangat penting, dan para peneliti mengusulkan desain kabel yang membagi arahnya menjadi dua, ke atas, menjadi serangkaian "segmen bertumpuk"; secara lateral, menjadi rangkaian "filamen Kabel paralel. Ketika ada filamen kabel yang rusak, situasi ini akan sering terjadi, pengaruhnya terbatas pada bagian tumpukannya sendiri, dan beban beban segera dibagikan ke kabel paralel hingga robot perbaikan tiba untuk penggantian.

Para peneliti menunjukkan bahwa dengan "mekanisme perbaikan otonom" ini, elevator ruang angkasa dapat menjamin keandalan pada tingkat tekanan yang tinggi, dan pada saat yang sama, elevator tersebut dapat dibuat dari bahan dengan kekuatan yang lebih rendah, yang membuat kelayakan sebenarnya semakin dekat.

Propscu menunjukkan bahwa dasar dari semua model elevator ruang angkasa ini adalah rasio tegangan yang menurun secara bertahap, kombinasi standar desain teknik dan prinsip biologis. Dia menekankan bahwa tendon Achilles dan tulang belakang manusia dapat menahan tekanan yang sangat besar, sangat dekat dengan kekuatan tariknya, yang lebih besar daripada tekanan yang dirancang oleh para insinyur baja.

Alasan utamanya adalah, setidaknya sampai batas tertentu, tendon dan tulang belakang memiliki kekuatan untuk memperbaiki diri, yang tidak dimiliki material baja. Para peneliti percaya bahwa menambahkan mekanisme biologis tendon dan tulang belakang ke dalam desain elevator luar angkasa berarti kita tidak perlu menunggu material baru yang futuristik.

Propscu mengatakan: "Kami percaya bahwa struktur bangunan super besar seperti elevator ruang angkasa harus sepenuhnya mempertimbangkan kemungkinan kegagalan komponen, dan juga memerlukan mekanisme penyembuhan diri untuk mengganti komponen yang rusak. Ini akan memastikan bahwa elevator ruang angkasa berada di bawah beban tinggi. Jalankan tanpa merusak integritasnya. Artinya, dimungkinkan untuk membangun superstruktur menggunakan material yang ada!"