Johns Hopkins Üniversitesi'nde bir matematikçi ve makine mühendisi

Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Johns Hopkins Üniversitesi'nden bir matematikçi ve makine mühendisi, asansör üreticileri daha fazla biyolojik teknik benimsedikçe, risk değerlendirmelerini ayarladıkça ve bazı otomatik tamir robotları ürettikçe yakın gelecekte bir alan inşa edeceklerini öne sürdü. Asansör tamamen mümkündür.
Sina Technology News Pekin saatiyle 11 Haziran haberinde, yabancı basında çıkan haberlere göre, uzay asansörleri uzun zamandır gerçek hayatta bilim kurgu temalarından biri olmuştur ve bu aynı zamanda NASA ve diğer kurumların da fizibilitesidir. Araştırma konusu. Mühendislerin mevcut fikir birliği, uzay asansörlerinin çok iyi bir fikir olduğu, ancak inşaat sürecinin çok büyük stres ve baskı içerdiği ve mevcut malzemelerin bu gereksinimleri karşılayamayacağı yönünde.

Ancak Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Johns Hopkins Üniversitesi'nden bir matematikçi ve makine mühendisi, asansör üreticilerinin daha fazla biyolojik teknik benimsemesi, risk değerlendirmelerini ayarlaması ve bazı otomatik bakım robotları üretmesi halinde bir gelecek inşa edeceklerini ileri sürdü. Uzay asansörleri tamamen mümkündür.

Bir araştırma raporunda, yazarlar Dan Popescu ve Sean Sun, biyolojik yapılara (örneğin bağlar ve tendonlar) dayalı olarak maksimum stres ve maksimum çekişi bulan uzay asansörü tasarımını simüle ettiler. Uzatma kuvvetinin oranı hesaplanır. Bu, mühendislikte kullanılan gerilim-mukavemet oranından çok daha yüksektir ve malzemenin kuvvetleri absorbe etme yeteneği, kopma kuvvetinin en az iki katıdır.

Araştırmacılar, bunun gibi gerilim-yoğunluk oranlarının normal inşaat mühendisliği projeleri için kabul edilebilir olduğunu, ancak büyük binalar için bu oranın arıza olasılığını kontrol edemeyecek kadar katı olduğuna dikkat çekiyor. Uzay asansörünün çok büyük olduğunu ve insanlar tarafından inşa edilen en büyük bina yapısı olabileceğini belirtmekte fayda var.

Uzay asansörlerinin yapımı, insanların ve uzay malzemelerinin Dünya atmosferinin dışına taşınmasına olanak tanır. Bazı uzay asansörü tasarımlarında roket kullanmanın gerekliliğinden bahsedilmiyor. En eski uzay asansörü konsepti 1895 yılında Rus bilim adamı Konstantin Tsiolkovsky tarafından önerildi.

1895'ten bu yana bilim insanları uzay asansörlerinin tasarımını geliştirmeye devam etti ancak asansörün temel tasarımı değişmedi. Uzay asansörü, yeryüzünde katı olan ve genellikle yerden yaklaşık 35.786 kilometre yüksekte sabit yörüngeye doğru uzanan bir kablo içerir.

Kablonun üst ucunda bir denge, yerçekimi ve dışarı doğru merkezkaç kuvveti, kabloyu gergin hale getirerek kablo boyunca, kablo boyunca yukarı ve aşağı hareket eden bir kargo bölmesi yerleştirir. Bu uzay asansörünün asıl sorunu, ekstra uzun kablo üzerindeki basıncın o kadar büyük olması ki şu anda hiçbir şeyin buna dayanacak kadar yeterli olmamasıdır.

Geçtiğimiz birkaç on yılda, bu sorunu çözmek için bazı büyük tasarım yarışmaları ve teklifler yapıldı, ancak şu ana kadar hiç kimse başarılı olamadı. Yakın zamanda önerilen çözüm, Google'ın 2014 yılında başlattığı Google X projesiydi ancak hiç kimse 1 metreden uzun süper dayanıklı karbon nanotüp kablolar üretemedi ve uzay asansörü inşaat planı askıya alındı.

Karbon nanotüplerin uzay asansörü için büyük umut olduğu anlaşıldı kelime marka asansör mühendisler, ancak bu umut suya düşebilir. 2006 yılındaki bir araştırma modeli, yaklaşık 100.000 metre uzunluğundaki nanotüp kabloda belirli kusurların olması gerektiğini öngördü, bu da kablonun genel gücünü %70 oranında azalttı.

Propscu araştırma raporunda farklı bir çözüm önerdi. Her ne kadar karbon nanotüpler teorik olarak uzay asansörü kabloları için en iyi seçim olsa da, mevcut teknoloji birkaç santimetreden daha uzun karbon nanotüpler üretememektedir, bu nedenle karbon nanometreleri kullanılmaktadır. Uzay asansörü imalatı mümkün değildir. Bununla birlikte, gücü saf karbon nanotüplerden daha zayıf olmasına rağmen, diğer malzemelerle birleştirilmiş karbon nanotüpler gibi bazı kompozit malzemelerin kullanımını önerdi, ancak süper binanın stabilitesini sağlamak için malzemenin gücünü artırmak için kendi kendini iyileştirme mekanizmalarını kullanıyoruz.

Bu kendi kendini iyileştirme mekanizması çok önemlidir ve araştırmacılar, yönünü ikiye, yukarıya, bir dizi "yığılmış parçaya" bölen bir kablo tasarımı önerdiler; yanal olarak bir dizi "paralel Kablo filamanına" dönüşür. Herhangi bir kablo filamanı arızalandığında bu durum sıklıkla meydana gelir, etkisi kendi yığın bölümüyle sınırlıdır ve onarım robotu değiştirme için gelene kadar yük ağırlığı hemen paralel kabloyla paylaşılır.

Araştırmacılar, bu "otonom onarım mekanizması" ile uzay asansörlerinin yüksek stres seviyelerinde güvenilirlik sağlayabileceğini, aynı zamanda daha düşük mukavemete sahip malzemelerden yapılabileceğini ve bu durumun gerçek fizibiliteyi daha da yakınlaştırdığına dikkat çekti.

Propscu, tüm bu uzay asansörü modellerinin temelinde giderek azalan gerilim oranı, mühendislik tasarım standartları ve biyolojik prensiplerin birleşimi olduğuna dikkat çekti. İnsandaki Aşil tendonlarının ve omurgasının, mühendislerin çeliği tasarladığı gerilimlerden daha büyük olan çekme mukavemetlerine çok yakın muazzam gerilimlere dayanabildiğini vurguladı.

Bunun temel nedeni, tendonların ve omurganın en azından bir dereceye kadar çelik malzemelerde bulunmayan kendi kendini onarma gücüne sahip olmasıdır. Araştırmacılar, tendonların ve omurganın biyolojik mekanizmalarını uzay asansörü tasarımına eklemenin, fütüristik yeni malzemeleri beklememize gerek olmadığı anlamına geldiğine inanıyor.

Propscu şunları söyledi: "Uzay asansörleri gibi süper büyük bina yapılarının bileşen arızası olasılığını tamamen dikkate alması gerektiğine ve ayrıca hasarlı bileşenleri değiştirmek için kendi kendini onaran bir mekanizmaya ihtiyaç duyduğuna inanıyoruz. Bu, uzay asansörünün yüksek yük altında olmasını sağlayacaktır. Bütünlüğüne zarar vermeden aşağı koşun. Bu, mevcut malzemeleri kullanarak üst yapılar inşa etmenin mümkün olduğu anlamına geliyor!"