Weltraumaufzug: moderne Ideen und der Stand ihrer Entwicklung

Obwohl der Bau eines Weltraumaufzugs bereits im Rahmen unserer technischen Möglichkeiten liegt, haben die Leidenschaften rund um diese Struktur in letzter Zeit leider nachgelassen. Der Grund dafür ist, dass Wissenschaftler die Technologie zur Herstellung von Kohlenstoffnanoröhren mit der erforderlichen Festigkeit im industriellen Maßstab immer noch nicht erhalten können.

Die Idee, Fracht in die Umlaufbahn zu bringen, wurde von derselben Person vorgeschlagen, die die theoretische Kosmonautik gründete - Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky. Inspiriert vom Eiffelturm in Paris beschrieb er seine Vision eines Weltraumaufzugs in Form eines Turms von enormer Höhe. Seine Spitze würde sich nur in einer geozentrischen Umlaufbahn befinden.

Der Aufzugsturm basiert auf langlebigen Materialien, die eine Kompression verhindern. Moderne Raumaufzugsideen berücksichtigen jedoch immer noch eine Version mit Kabeln, die zugfest sein müssen. Diese Idee wurde erstmals 1959 von einem anderen russischen Wissenschaftler, Juri Nikolajewitsch Artsutanow, vorgeschlagen . Zum ersten Mal wurde 1975 eine wissenschaftliche Arbeit mit detaillierten Berechnungen eines Weltraumaufzugs in Form eines Kabels veröffentlicht, die Arthur Clark 1979 in seiner Arbeit „Fountains of Paradise“ populär machte.

Obwohl Nanoröhren derzeit als das haltbarste Material anerkannt sind und als einziges Material für den Bau eines Aufzugs in Form eines Kabels geeignet sind, das sich von einem geostationären Satelliten aus erstreckt, reicht die Stärke der im Labor erhaltenen Nanoröhren noch nicht aus, um berechnet zu werden.

Theoretisch sollte die Festigkeit von Nanoröhren mehr als 120 GPa betragen, aber in der Praxis betrug die höchste Dehnbarkeit einer einwandigen Nanoröhre 52 GPa, und im Durchschnitt brachen sie im Bereich von 30 bis 50 GPa. Für einen Weltraumaufzug werden Materialien mit einer Festigkeit von 65-120 GPa benötigt.

Ende letzten Jahres wurde der Sky Line- Film auf DocNYC, dem größten US-amerikanischen Dokumentarfilmfestival, gezeigt . Er beschreibt Versuche US-amerikanischer Ingenieure, einen Weltraumaufzug zu bauen - einschließlich des X-Prize-Wettbewerbs der NASA.

Die Hauptfiguren des Films sind Bradley Edwards [Bradley Edwards] und Michael Laine [Michael Laine]. Edwards ist ein Astrophysiker, der seit 1998 an der Idee eines Weltraumaufzugs arbeitet. Lane ist Unternehmer und Gründer von LiftPort, einem Unternehmen, das die kommerzielle Verwendung von Kohlenstoffnanoröhren fördert.

In den späten 90ern und frühen 2000ern arbeitete Edwards, der Zuschüsse von der NASA erhielt, eng an der Idee eines Weltraumaufzugs und berechnete und bewertete alle Aspekte des Projekts. Alle seine Berechnungen zeigen, dass diese Idee machbar ist - wenn nur eine Faser erscheint, die stark genug für ein Kabel ist.

Edwards hat einige Zeit eine Partnerschaftsvereinbarung mit LiftPort geschlossen, um die Finanzierung des Aufzugsprojekts zu beantragen. Aufgrund interner Meinungsverschiedenheiten fand das Projekt jedoch nie statt. LiftPort wurde 2007 geschlossen - obwohl ein Jahr zuvor, um die Funktionsfähigkeit einiger seiner Technologien zu beweisen, erfolgreich ein Roboter demonstriert wurde , der auf einem vertikalen, kilometerlangen Kabel klettert, das in Ballons aufgehängt ist.

Jetzt zählt die SpurDieser private Raum, der sich auf wiederverwendbare Raketen konzentriert, könnte in absehbarer Zukunft die Entwicklung eines Weltraumaufzugs vollständig verdrängen. Ihm zufolge ist der Weltraumaufzug nur deshalb attraktiv, weil er billigere Methoden für die Lieferung von Waren in die Umlaufbahn bietet und wiederverwendbare Raketen speziell entwickelt wurden, um die Kosten dieser Lieferung zu senken.

Edwards macht den Mangel an wirklicher Unterstützung für das Projekt für die Stagnation der Idee verantwortlich. „Genau so sehen Projekte aus, die Hunderte von Menschen auf der ganzen Welt als Hobby entwickeln. Es werden keine ernsthaften Fortschritte erzielt, bis echte Unterstützung und zentrales Management verfügbar sind. “



Die Situation bei der Entwicklung der Idee eines Weltraumaufzugs in Japan ist anders. Das Land ist berühmt für seine Leistungen auf dem Gebiet der Robotik und der japanische Physiker Sumio Iijimagilt als Pionier auf dem Gebiet der Nanoröhren. Die Idee eines Weltraumaufzugs ist hier fast eine nationale.



Das japanische Unternehmen Obayashi [Obayashi Company] verspricht, bis 2050 einen Arbeitsraumaufzug einzuführen. Der Manager des Unternehmens, Yoji Ishikawa, sagt, dass sie mit privaten Auftragnehmern und lokalen Universitäten zusammenarbeiten, um die vorhandene Nanoröhrentechnologie zu verbessern.



Laut Ishikawa versteht das Unternehmen zwar die Komplexität des Projekts, sieht jedoch keine grundlegenden Hindernisse für dessen Umsetzung. Er glaubt auch, dass die Popularität der Idee eines Weltraumaufzugs in Japan durch die Notwendigkeit einer nationalen Idee verursacht wird, die Menschen vor dem Hintergrund der schwierigen wirtschaftlichen Situation der letzten Jahrzehnte zusammenbringt.

Ishikawa ist sich sicher, dass, obwohl eine Idee dieser Größenordnung höchstwahrscheinlich nur durch internationale Zusammenarbeit verwirklicht werden kann, Japan aufgrund der großen Beliebtheit des Weltraumaufzugs im Land möglicherweise zu seiner Lokomotive wird.



In der Zwischenzeit erhielt das kanadische Raumfahrt- und Verteidigungsunternehmen Thoth Technology im vergangenen Sommer das US- Patent Nr. 9085897 für seine Version des Weltraumaufzugs. Genauer gesagt sieht das Konzept den Bau eines Turms vor, der dank Druckgas die Steifigkeit beibehält.

Der Turm sollte Ladungen bis zu einer Höhe von 20 km liefern, von wo aus sie mit herkömmlichen Raketen in die Umlaufbahn gebracht werden. Eine solche Zwischenoption spart nach Schätzungen des Unternehmens bis zu 30% Kraftstoff im Vergleich zu einer Rakete.

Source: https://habr.com/ru/post/de389631/