Ascenseur spatial: les idées modernes et l'état de leur développement

Bien que la construction d'un ascenseur spatial soit déjà dans nos capacités d'ingénierie, les passions entourant cette structure se sont malheureusement calmées récemment. La raison en est que les scientifiques ne peuvent toujours pas obtenir la technologie pour la production de nanotubes de carbone de la force requise à l'échelle industrielle.

L'idée de lancer une cargaison en orbite a été proposée par la même personne qui a fondé la cosmonautique théorique - Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky. Inspiré par la Tour Eiffel vue à Paris, il a décrit sa vision d'un ascenseur spatial sous la forme d'une tour d'une hauteur énorme. Son sommet serait juste sur une orbite géocentrique.

La tour d'ascenseur est basée sur des matériaux durables qui empêchent la compression - mais les idées d'ascenseurs spatiaux modernes considèrent toujours la version avec des câbles qui doivent être résistants. Cette idée a été proposée pour la première fois en 1959 par un autre scientifique russe, Yuri Nikolayevich Artsutanov . Pour la première fois, un travail scientifique avec des calculs détaillés d'un ascenseur spatial sous forme de câble a été publié en 1975, et en 1979 Arthur Clark l'a popularisé dans son ouvrage "Fountains of Paradise".

Bien que les nanotubes soient actuellement reconnus comme le matériau le plus durable, et le seul adapté à la construction d'un ascenseur sous la forme d'un câble s'étendant à partir d'un satellite géostationnaire, la résistance des nanotubes obtenus en laboratoire n'est pas encore suffisante pour être calculée.

Théoriquement, la résistance des nanotubes devrait être supérieure à 120 GPa, mais dans la pratique, l'extensibilité la plus élevée d'un nanotube à paroi simple était de 52 GPa, et en moyenne, leur rupture était de l'ordre de 30 à 50 GPa. Pour un ascenseur spatial, des matériaux d'une résistance de 65 à 120 GPa sont nécessaires.

À la fin de l'année dernière, Sky Line a été présentée au plus grand festival du documentaire américain, DocNYC , qui décrivait les tentatives d'ingénieurs américains de construire un ascenseur spatial - y compris le concours X-Prize de la NASA.

Les personnages principaux du film sont Bradley Edwards [Bradley Edwards] et Michael Laine [Michael Laine]. Edwards est un astrophysicien qui travaille sur l'idée d'un ascenseur spatial depuis 1998. Lane est un entrepreneur et fondateur de LiftPort, une entreprise qui promeut l'utilisation commerciale des nanotubes de carbone.

À la fin des années 90 et au début des années 2000, Edwards, recevant des subventions de la NASA, a travaillé en étroite collaboration sur l'idée d'un ascenseur spatial, calculant et évaluant tous les aspects du projet. Tous ses calculs montrent que cette idée est réalisable - si seulement une fibre suffisamment résistante pour un câble apparaît.

Edwards a conclu pendant un certain temps un accord de partenariat avec LiftPort pour rechercher un financement pour le projet d'ascenseur, mais en raison de désaccords internes, le projet n'a jamais eu lieu. LiftPort a fermé ses portes en 2007 - bien qu'un an plus tôt, dans le cadre de la démonstration de l'opérabilité de certaines de ses technologies, il ait démontré avec succès un robot escaladant un câble vertical d'un kilomètre de long suspendu à des ballons.

Maintenant, la voie comptecet espace privé, concentré sur des fusées réutilisables, pourrait complètement déplacer le développement d'un ascenseur spatial dans un avenir prévisible. Selon lui, l'ascenseur spatial n'est attrayant que parce qu'il propose des méthodes moins chères de livraison de marchandises en orbite, et les fusées réutilisables sont conçues spécifiquement pour réduire le coût de cette livraison.

Edwards blâme le manque de soutien réel pour le projet en stagnant l'idée. «C'est exactement à quoi ressemblent les projets, que des centaines de personnes dispersées dans le monde développent comme passe-temps. Aucun progrès sérieux ne sera réalisé tant qu'un véritable soutien et une gestion centralisée ne seront pas disponibles. »



La situation avec le développement de l'idée d'un ascenseur spatial au Japon est différente. Le pays est célèbre pour ses réalisations dans le domaine de la robotique, et le physicien japonais Sumio Iijimaconsidéré comme un pionnier dans le domaine des nanotubes. L'idée d'un ascenseur spatial ici est presque nationale.



La société japonaise Obayashi [Obayashi Company] promet d' introduire un ascenseur d'espace de travail d'ici 2050 . Le directeur de l'entreprise, Yoji Ishikawa, a déclaré qu'ils travaillaient avec des entrepreneurs privés et des universités locales pour améliorer la technologie existante des nanotubes.



Ishikawa dit que bien que l'entreprise comprenne la complexité du projet, elle ne voit aucun obstacle fondamental à sa mise en œuvre. Il estime également que la popularité de l'idée d'un ascenseur spatial au Japon est due à la nécessité d'une sorte d'idée nationale, rassemblant les gens dans le contexte de la situation économique difficile des deux dernières décennies.

Ishikawa est certain que même si une idée d'une telle échelle ne peut très probablement se réaliser que grâce à la coopération internationale, le Japon pourrait très bien devenir sa locomotive en raison de la grande popularité de l'ascenseur spatial dans le pays.



Pendant ce temps, la société canadienne spatiale et de défense Thoth Technology a reçu l'été dernier le brevet américain n ° 9085897 pour sa version de l'ascenseur spatial. Plus précisément, le concept prévoit la construction d'une tour qui conserve sa rigidité grâce au gaz comprimé.

La tour devrait livrer des cargaisons à une hauteur de 20 km, d'où elles seront mises en orbite à l'aide de fusées conventionnelles. Une telle option intermédiaire, selon les estimations de la société, permettra d'économiser jusqu'à 30% de carburant par rapport à une fusée.

Source: https://habr.com/ru/post/fr389631/