Elevador espacial: idéias modernas e o estado de seu desenvolvimento

Embora a construção de um elevador espacial já esteja dentro de nossas capacidades de engenharia, as paixões em torno dessa estrutura infelizmente se acalmaram recentemente. O motivo é que os cientistas ainda não conseguem obter a tecnologia para a produção de nanotubos de carbono com a força necessária em escala industrial.

A idéia de lançar carga em órbita foi proposta pela mesma pessoa que fundou a cosmonáutica teórica - Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky. Inspirado na Torre Eiffel vista em Paris, ele descreveu sua visão de um elevador espacial na forma de uma torre de enorme altura. Seu topo seria apenas uma órbita geocêntrica.

A torre do elevador é baseada em materiais duráveis ​​que impedem a compressão - mas as idéias modernas dos elevadores espaciais ainda consideram a versão com cabos que precisam ser elásticos. Essa idéia foi proposta pela primeira vez em 1959 por outro cientista russo, Yuri Nikolaevich Artsutanov . Pela primeira vez, um trabalho científico com cálculos detalhados de um elevador espacial na forma de um cabo foi publicado em 1975, e em 1979 Arthur Clark o popularizou em seu trabalho "Fontes do Paraíso".

Embora os nanotubos sejam atualmente reconhecidos como o material mais durável e o único adequado para a construção de um elevador na forma de um cabo que se estende a partir de um satélite geoestacionário, a força dos nanotubos obtidos em laboratório ainda não é suficiente para ser calculada.

Teoricamente, a força dos nanotubos deveria ser superior a 120 GPa, mas, na prática, a maior extensibilidade de um nanotubo de parede única era de 52 GPa e, em média, eles quebraram na faixa de 30 a 50 GPa. Para um elevador espacial, são necessários materiais com uma força de 65-120 GPa.

No final do ano passado, o filme Sky Line foi exibido no DocNYC, o maior festival de documentários dos EUA , descrevendo tentativas de engenheiros dos EUA para construir um elevador espacial - incluindo o concurso X-Prize da NASA.

Os personagens principais do filme são Bradley Edwards [Bradley Edwards] e Michael Laine [Michael Laine]. Edwards é um astrofísico que trabalha na idéia de um elevador espacial desde 1998. Lane é um empreendedor e fundador da LiftPort, uma empresa que promove o uso comercial de nanotubos de carbono.

No final dos anos 90 e início dos anos 2000, Edwards, recebendo doações da NASA, trabalhou em estreita colaboração com a idéia de um elevador espacial, calculando e avaliando todos os aspectos do projeto. Todos os seus cálculos mostram que essa idéia é viável - se apenas uma fibra forte o suficiente para um cabo aparecer.

Por algum tempo, a Edwards firmou um contrato de parceria com a LiftPort para buscar financiamento para o projeto do elevador, mas devido a divergências internas, o projeto nunca ocorreu. O LiftPort foi fechado em 2007 - embora um ano antes, como parte da comprovação da operacionalidade de algumas de suas tecnologias, ele tenha demonstrado com sucesso um robô escalando um cabo vertical de uma milha de comprimento suspenso em balões.

Agora a pista contaesse espaço privado, concentrado em foguetes reutilizáveis, poderia deslocar completamente o desenvolvimento de um elevador espacial em um futuro próximo. Segundo ele, o elevador espacial é atraente apenas porque oferece métodos mais baratos de entrega de mercadorias em órbita, e foguetes reutilizáveis ​​são projetados especificamente para reduzir o custo dessa entrega.

Edwards culpa a falta de apoio real ao projeto para estagnar a idéia. “É exatamente assim que os projetos são, que centenas de pessoas espalhadas pelo mundo estão desenvolvendo como um hobby. Nenhum progresso sério será feito até que suporte real e gerenciamento centralizado estejam disponíveis. ”



A situação com o desenvolvimento da idéia de um elevador espacial no Japão é diferente. O país é famoso por suas realizações no campo da robótica, e o físico japonês Sumio Iijimaconsiderado pioneiro no campo dos nanotubos. A idéia de um elevador espacial aqui é quase nacional.



A empresa japonesa Obayashi [Obayashi Company] promete introduzir um elevador para o espaço de trabalho até 2050 . O gerente da empresa, Yoji Ishikawa, diz que estão trabalhando com empresas privadas e universidades locais para melhorar a tecnologia existente de nanotubos.



Ishikawa diz que, embora a empresa entenda a complexidade do projeto, não vê obstáculos fundamentais à sua implementação. Ele também acredita que a popularidade da idéia de um elevador espacial no Japão é causada pela necessidade de ter algum tipo de idéia nacional, unindo as pessoas no contexto da difícil situação econômica das últimas duas décadas.

Ishikawa tem certeza de que, embora uma idéia de tal escala possa provavelmente ser realizada apenas através da cooperação internacional, o Japão pode se tornar sua locomotiva devido à grande popularidade do elevador espacial no país.



Enquanto isso, a empresa de defesa e espaço canadense Thoth Technology recebeu no verão passado a patente norte- americana nº 9085897 por sua versão do elevador espacial. Mais precisamente, o conceito prevê a construção de uma torre que mantém a rigidez graças ao gás comprimido.

A torre deve entregar cargas a uma altura de 20 km, de onde serão colocadas em órbita usando foguetes convencionais. Essa opção intermediária, segundo estimativas da empresa, economizará até 30% de combustível em comparação com um foguete.

Source: https://habr.com/ru/post/pt389631/