مصعد الفضاء: الأفكار الحديثة وحالة تطورها

على الرغم من أن بناء مصعد الفضاء هو بالفعل ضمن قدراتنا الهندسية ، إلا أن المشاعر المحيطة بهذا الهيكل قد هدأت للأسف مؤخرًا. والسبب هو أن العلماء لا يزالون غير قادرين على الحصول على التكنولوجيا اللازمة لإنتاج الأنابيب النانوية الكربونية بالقوة المطلوبة على نطاق صناعي.

تم اقتراح فكرة إطلاق البضائع إلى المدار من قبل نفس الشخص الذي أسس علم الفضاء النظري - كونستانتين إدواردوفيتش تسيولكوفسكي. مستوحى من برج إيفل الذي شوهد في باريس ، وصف رؤيته لمصعد الفضاء على شكل برج مرتفع للغاية. سيكون قمته في مدار حول الأرض.

يعتمد برج المصعد على مواد متينة تمنع الضغط - ولكن أفكار مصاعد الفضاء الحديثة لا تزال تنظر في الإصدار مع الكابلات التي تحتاج إلى الشد. تم اقتراح هذه الفكرة لأول مرة في عام 1959 من قبل عالم روسي آخر ، يوري نيكولايفيتش أرتسوتانوف . لأول مرة ، نُشر عمل علمي مع حسابات مفصلة لمصعد فضاء على شكل كابل في عام 1975 ، وفي عام 1979 قام آرثر كلارك بتعميمه في عمله "نوافير الجنة".

على الرغم من أن الأنابيب النانوية معترف بها حاليًا على أنها أكثر المواد متانة ، والمادة الوحيدة المناسبة لبناء مصعد على شكل كبل يمتد من القمر الصناعي الثابت بالنسبة للأرض ، فإن قوة الأنابيب النانوية التي تم الحصول عليها في المختبر لا تزال غير كافية لحسابها.

من الناحية النظرية ، يجب أن تكون قوة الأنابيب النانوية أكثر من 120 جيجا باسكال ، ولكن في الممارسة العملية كانت أعلى قابلية للتوسع لأنبوب نانوي أحادي الجدار 52 جيجا باسكال ، وفي المتوسط ​​كسروا في نطاق 30-50 جيجا باسكال. بالنسبة لمصعد الفضاء ، هناك حاجة إلى مواد بقوة 65-120 جيجا باسكال.

في نهاية العام الماضي ، تم عرض Sky Line في أكبر مهرجان وثائقي أمريكي ، DocNYC ، والذي وصف محاولات المهندسين الأمريكيين لبناء مصعد فضاء - بما في ذلك مسابقة X-Prize التابعة لوكالة ناسا.

الشخصيات الرئيسية في الفيلم هي برادلي إدواردز [برادلي إدواردز] ومايكل لين [مايكل لين]. إدواردز عالم فيزياء فلكية يعمل على فكرة مصعد الفضاء منذ عام 1998. لين هو رائد أعمال ومؤسس لفت بورت ، وهي شركة تروج للاستخدام التجاري للأنابيب النانوية الكربونية.

في أواخر التسعينات وأوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، عمل إدواردز ، الذي حصل على منح من وكالة ناسا ، بشكل وثيق على فكرة مصعد الفضاء ، وحساب وتقييم جميع جوانب المشروع. تظهر جميع حساباته أن هذه الفكرة مجدية - إذا ظهر ألياف قوية بما فيه الكفاية للكابل.

دخل إدواردز لبعض الوقت في اتفاقية شراكة مع LiftPort للبحث عن تمويل لمشروع المصعد ، ولكن بسبب الخلافات الداخلية ، لم يتم تنفيذ المشروع أبدًا. تم إغلاق LiftPort في عام 2007 - على الرغم من ذلك قبل عام ، كجزء من إثبات إمكانية تشغيل بعض تقنياتها ، نجحت في عرض روبوت يتسلق كابلًا رأسيًا بطول ميل معلق في بالونات.

بحساب الممر الآنأن الفضاء الخاص ، مع التركيز على الصواريخ التي يمكن إعادة استخدامها ، يمكن أن يحل تمامًا تطوير مصعد الفضاء في المستقبل المنظور. وفقا له ، فإن مصعد الفضاء جذاب فقط لأنه يوفر طرقًا أرخص لتوصيل البضائع إلى المدار ، والصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام مصممة خصيصًا لتقليل تكلفة هذا التسليم.

ويلوم إدواردز عدم وجود دعم حقيقي للمشروع في ركود الفكرة. "هذا بالضبط ما تبدو عليه المشاريع ، التي يطوّرها مئات الأشخاص المنتشرين حول العالم كهواية. لن يتم إحراز أي تقدم جدي حتى يتوفر الدعم الحقيقي والإدارة المركزية ".



يختلف الوضع مع تطور فكرة مصعد الفضاء في اليابان. تشتهر البلاد بإنجازاتها في مجال الروبوتات ، والفيزيائي الياباني سوميو إيجيمايعتبر رائدا في مجال الأنابيب النانوية. فكرة مصعد الفضاء هنا فكرة وطنية تقريبًا.



شركة Obayashi اليابانية [شركة Obayashi] تتعهد بتقديم مصعد مساحة العمل بحلول عام 2050 . يقول مدير الشركة Yoji Ishikawa أنهم يعملون مع المقاولين الخاصين والجامعات المحلية لتحسين تقنية الأنابيب النانوية الحالية.



يقول إيشيكاوا أنه على الرغم من أن الشركة تتفهم تعقيد المشروع ، إلا أنهم لا يرون عقبات أساسية في تنفيذه. كما يعتقد أن شعبية فكرة مصعد الفضاء في اليابان ناتجة عن الحاجة إلى نوع ما من الفكرة الوطنية ، وتوحيد الناس على خلفية الوضع الاقتصادي الصعب في العقدين الماضيين.

Ishikawa متأكد من أنه على الرغم من أن فكرة مثل هذا النطاق لا يمكن تحقيقها على الأرجح إلا من خلال التعاون الدولي ، إلا أن اليابان يمكن أن تصبح قاطرة لها بسبب الشعبية الكبيرة لمصعد الفضاء في البلاد.



وفي الوقت نفسه ، تلقت شركة الفضاء والدفاع الكندية Thoth Technology الصيف الماضي براءة اختراع أمريكية رقم 9085897 لنسختهم من مصعد الفضاء. بتعبير أدق ، ينص المفهوم على بناء برج يحافظ على الصلابة بفضل الغاز المضغوط.

يجب أن يسلم البرج شحنات على ارتفاع 20 كم ، حيث سيتم وضعها في المدار باستخدام الصواريخ التقليدية. مثل هذا الخيار الوسيط ، وفقًا لتقديرات الشركة ، سيوفر ما يصل إلى 30 ٪ من الوقود مقارنة بالصاروخ.

Source: https://habr.com/ru/post/ar389631/