Un matematico e un ingegnere meccanico presso la Johns Hopkins University negli Stati Uniti hanno suggerito che fintanto che i produttori di ascensori adotteranno più tecniche biologiche, regoleranno le valutazioni del rischio e costruiranno alcuni robot di riparazione automatizzati, costruiranno uno spazio nel prossimo futuro. L'ascensore è completamente possibile.
Sina Technology News ora di Pechino l'11 giugno notizie, secondo i resoconti dei media stranieri, gli ascensori spaziali sono stati a lungo uno dei temi della fantascienza nella vita reale, e questa è anche la fattibilità della NASA e di altre istituzioni. Oggetto della ricerca. L'attuale consenso raggiunto dagli ingegneri è che gli ascensori spaziali sono un'ottima idea, ma il processo di costruzione comporta enormi stress e pressioni ei materiali esistenti non possono soddisfare i loro requisiti.

Tuttavia, un matematico e un ingegnere meccanico presso la Johns Hopkins University negli Stati Uniti hanno suggerito che fintanto che i produttori di ascensori adotteranno più tecniche biologiche, regoleranno le valutazioni del rischio e costruiranno alcuni robot di manutenzione automatizzati, costruiranno un futuro. Gli ascensori spaziali sono del tutto possibili.

In un rapporto di ricerca, gli autori Dan Popescu e Sean Sun hanno simulato il progetto dell'ascensore spaziale, che ha trovato il massimo stress e la massima trazione sulla base di strutture biologiche (ad esempio, legamenti e tendini). Viene calcolato il rapporto tra la forza dell'estensione. Questo è molto più alto del rapporto tensione-resistenza utilizzato in ingegneria e la capacità del materiale di assorbire le forze è almeno il doppio della forza di rottura.

I ricercatori sottolineano che rapporti di stress-intensità come questo sono accettabili per i normali progetti di ingegneria civile, ma per edifici di grandi dimensioni questo rapporto è troppo stretto per controllare la probabilità di guasto. Vale la pena notare che l'ascensore spaziale è molto grande e potrebbe essere la più grande struttura edile costruita dagli esseri umani.

La costruzione di ascensori spaziali consente di trasportare esseri umani e materiali spaziali al di fuori dell'atmosfera terrestre. In alcuni progetti di ascensori spaziali, non si fa menzione della necessità di utilizzare razzi. Il primo concetto di ascensore spaziale fu proposto dallo scienziato russo Konstantin Tsiolkovsky nel 1895.

Dal 1895, gli scienziati hanno continuato a perfezionare il design degli ascensori spaziali, ma il design di base dell'ascensore non è cambiato. L'ascensore spaziale contiene un cavo che è solido sulla terra, di solito si estende verso l'alto nell'orbita geostazionaria - a circa 35.786 chilometri dal suolo.

All'estremità superiore del cavo c'è un equilibrio, la gravità e la forza centrifuga verso l'esterno mettono in tensione il cavo, posizionando un vano di carico lungo il cavo che si muove su e giù per il cavo. Il problema principale con questo ascensore spaziale è che la pressione sul cavo extra lungo è così grande che nulla è attualmente sufficiente per resistere.

Negli ultimi decenni ci sono stati alcuni grandi concorsi e proposte di progettazione per risolvere questo problema, ma finora nessuno ha avuto successo. La soluzione proposta di recente è stato il progetto Google X lanciato da Google nel 2014, ma nessuno è stato in grado di produrre cavi in ​​nanotubi di carbonio super resistenti lunghi oltre 1 metro e il piano di costruzione dell'ascensore spaziale è stato sospeso.

È chiaro che i nanotubi di carbonio sono una grande speranza per l'ascensore spaziale parola marca ascensore ingegneri, ma questa speranza potrebbe essere delusa. Un modello di ricerca del 2006 ha previsto che ci devono essere alcuni difetti nel cavo nanotubi di circa 100.000 metri di lunghezza, che hanno ridotto la resistenza complessiva del cavo del 70%.

Propscu ha proposto una soluzione diversa nel rapporto di ricerca. Sebbene i nanotubi di carbonio siano teoricamente la scelta migliore per i cavi degli ascensori spaziali, la tecnologia attuale non può produrre nanotubi di carbonio di diversi centimetri di lunghezza, quindi vengono utilizzati nanometri di carbonio. Non è possibile produrre ascensori spaziali. Tuttavia, ha proposto l'uso di alcuni materiali compositi - nanotubi di carbonio combinati con altri materiali, sebbene la resistenza sia più debole dei nanotubi di carbonio puro, ma stiamo usando meccanismi di autoriparazione per migliorare la resistenza del materiale per garantire la stabilità del super edificio.

Questo meccanismo di autoriparazione è cruciale ei ricercatori hanno proposto un progetto di cavo che divide la sua direzione in due, verso l'alto, in una serie di "segmenti impilati"; lateralmente, in una serie di "filamenti di cavi paralleli. Quando un filamento di cavo si guasta, si verifica spesso questa situazione, la sua influenza è limitata alla sezione della pila e il peso del carico viene immediatamente condiviso con il cavo parallelo fino all'arrivo del robot di riparazione per sostituzione.

I ricercatori hanno sottolineato che con questo "meccanismo di riparazione autonomo", gli ascensori spaziali possono garantire affidabilità a livelli di stress elevati e, allo stesso tempo, possono essere realizzati con materiali con resistenza inferiore, il che rende più vicina la fattibilità effettiva.

Propscu ha sottolineato che la base di tutti questi modelli di ascensore spaziale è il rapporto di stress in graduale diminuzione, la combinazione di standard di progettazione ingegneristica e principi biologici. Ha sottolineato che i tendini di Achille umani e la colonna vertebrale possono sopportare sollecitazioni tremende, molto vicine alla loro resistenza alla trazione, che è maggiore delle sollecitazioni che gli ingegneri progettano l'acciaio.

La ragione principale è che, almeno in una certa misura, i tendini e la colonna vertebrale hanno un potere autoriparante, che manca nei materiali in acciaio. I ricercatori ritengono che l'aggiunta dei meccanismi biologici dei tendini e della colonna vertebrale al design dell'ascensore spaziale significhi che non dobbiamo aspettare nuovi materiali futuristici.

Propscu ha dichiarato: "Riteniamo che le strutture di grandi dimensioni come gli ascensori spaziali debbano considerare pienamente la possibilità di guasto dei componenti e necessitino anche di un meccanismo di autoriparazione per sostituire i componenti danneggiati. Ciò garantirà che l'ascensore spaziale sia sottoposto a un carico elevato. Fatiscente senza danneggiarne l'integrità. Ciò significa che è possibile costruire sovrastrutture utilizzando i materiali esistenti! "