Uzay asansörleri mümkün mü? Fizikçi, insanlığı ‘uzay yolculuğu yapan bir uygarlığa’ dönüştürebileceklerini söylüyor

İnsanlığın uzayı keşfetme ve belki de sonunda kolonileştirme arayışı, bunun tam olarak nasıl yapılacağına dair pek çok fikrin ortaya çıkmasına neden oldu.

Geleneksel inanış, insanları yörüngeye göndermenin en iyi yolunun roketlerle uzaya fırlatılması olduğunu öne sürerken, fütüristik bir “uzay asansörü” de dahil olmak üzere başka “roket dışı” yöntemler de önerildi.

Alberto de, uzay asansörü kavramının (aslında insanların uzaya tırmanmasını sağlayacak çok yüksek bir kablo) bazı sektör uzmanları tarafından insanları ve kargoyu uzaya roketle göndermenin astronomik maliyetlerinin üstesinden gelmenin bir yolu olarak savunulduğunu söylüyor. la Torre, Kuzeydoğu’da fizik profesörü.

De la Torre, “Mevcut fırlatma sistemleri ağırlıklı olarak tek kullanımlıktır ve genellikle kilogram yük başına 10.000 doları aşmaktadır, bu da fırlatma başına yaklaşık 60 milyon dolardır” diyor. “Uzay asansörlerinin ilgi çekici olduğu yer burası.”

İlk olarak 19. yüzyılın sonlarında Rus roket bilimci Konstantin Tsiolkovsky tarafından hayal edilen uzay asansörü, yerden atmosfere kadar uzanacak, ardından “sabit yörüngeyi”, yani uzaydaki nesnelerin (Dünya’nın yerçekimi tarafından çekilen) yörüngeye daha fazla veya daha fazla döndüğü bir yüksekliği geçecekti. dönüşüyle ​​daha az paralellik gösterir. Sabit yörünge, Dünya yüzeyinden kabaca 22.236 mil yukarıdadır.

Etkili bir şekilde, bir kablo, Dünya’ya doğru bir “karşı ağırlık” görevi görecek, sabit yörüngeye sabitlenmiş bir uydu yapısından inecektir.

Teorik olarak, sabit yörüngenin ötesinde konumlanan bir uydu, bir dizi kuvvet aracılığıyla kabloyu dengelemek için hareket edecektir: Yerden aşağıya doğru bir kuvvet uygulayan Dünya’nın yer çekimi kuvveti ve yukarıya doğru bir kuvvet uygulayan dönüşünün merkezkaç kuvveti. Uzaydan kabloya kuvvet uygulayın. De la Torre, kuvvetlerin etkileşiminin bu uzunlukta bir kabloyu sürdürmek için gerekli olan ideal bir gerilim (gerginlik) yaratacağını söylüyor.

De la Torre, “Uzay asansörünün temel unsuru, Dünya’nın ekvatorunda konumlandırılan ve Dünya’nın dönüşüyle ​​senkronize olan kablosudur” diyor.

Uzay asansörü için herhangi bir kavram kanıtı mevcut değildir. Son zamanlarda İngiliz bir mimarın ödüllü tasarımı da dahil olmak üzere mimari tasarımlarda çeşitli girişimlerde bulunulmasına rağmen altı rakamlı ödülÇok sayıda teknik engel, uzay asansörünü onlarca yıldır erişilemez durumda tuttu.

“Bu uzunlukta bir kablo [more than 22,236 miles above the Earth] standart malzemelerle mümkün değildir” diyor de la Torre. “Çelikten yapılmışsa, sabit yörüngede karşılaştığı maksimum gerilim, gerilme mukavemeti derecesini 60 kattan fazla aşıyor.”

Dünya merkezli bir uzay asansörü için, çekme kuvvetlerini azaltma stratejilerinin veya bir malzemenin gerilime dayanma yeteneğinin çok önemli olduğunu söylüyor.

Ancak umut vaat eden bazı malzemeler var. De la Torre, bor nitrür nanotüpler, elmas nano iplikler ve grafenin (hepsi “düşük yoğunluklu ve yüksek gerilme mukavemetine sahip” malzemeler) bu amaca uygun olabileceğini söylüyor.

“Karbon nanotüpler, yüksek gerilme mukavemetlerinden dolayı ideal bir malzeme olarak öneriliyor” diyor. “Son araştırmalar, nano ölçekli özelliklerini mega yapılara dönüştürmenin fizibilitesine ilişkin endişeleri artırdı.”

Uzun vadede, uzay asansörünün vaadi, uzaya yapılan yolculukları önemli ölçüde daha ekonomik hale getirme potansiyeline dayanıyor. De la Torre, “Bir yükü sabit bir yörüngenin ötesine yerleştirmenin maliyeti kilogram başına yalnızca birkaç yüz dolara düşebilir” diyor.

“Bir uzay asansörüne yapılan ilk yatırım, James Webb Uzay Teleskobu’nun geliştirilmesi ve yörüngeye fırlatılmasının maliyetine benzer şekilde önemli olsa da, yalnızca birkaç tonluk bir yükün başarıyla fırlatılmasıyla maliyetler telafi edilebilir” diyor.

De la Torre, “Malzeme bilimlerinin, uzay teknolojisinin ve mühendisliğin sürekli gelişimiyle birlikte, uzay asansörleri kavramının çok da uzak olmayan bir gelecekte göz ardı edilmemesi gerekiyor” diyor.

Malzeme bilimindeki bu atılımlar gerçekleşene kadar uzay asansörü yalnızca bilim kurgu meraklılarına yem olmaya devam edebilir.

De la Torre, “Uzay asansörleri özünde insanlığı uzayda yolculuk yapan bir uygarlığa dönüştürme vaadini taşıyor” diyor. “Varsayımsal uzay istasyonları, asteroit madenciliği veya dünya dışı yaşam alanlarının geliştirilmesi için gereken ağır yükleri yörüngeye getirmek için güvenli, uygun maliyetli bir yol sunabilirler.”

Bu hikaye Northeastern Global News’in izniyle yeniden yayınlanmıştır. haberler.kuzeydoğu.edu.