Een wiskundige en een werktuigbouwkundig ingenieur aan de Johns Hopkins University in de Verenigde Staten suggereerde dat zolang liftfabrikanten meer biologische technieken toepassen, risicobeoordelingen aanpassen en een aantal geautomatiseerde reparatierobots bouwen, ze in de nabije toekomst een ruimte zullen bouwen. De lift is helemaal mogelijk.
Sina Technology News Beijing tijd op 11 juni nieuws, volgens buitenlandse mediaberichten zijn ruimteliften lange tijd een van de thema's van science fiction in het echte leven, en dit is ook de haalbaarheid van NASA en andere instellingen. Het onderwerp van onderzoek. De huidige consensus van ingenieurs is dat ruimteliften een heel goed idee zijn, maar het bouwproces brengt enorme spanning en druk met zich mee, en bestaande materialen kunnen niet aan hun eisen voldoen.

Een wiskundige en een werktuigbouwkundig ingenieur aan de Johns Hopkins University in de Verenigde Staten suggereerde echter dat zolang liftfabrikanten meer biologische technieken toepassen, risicobeoordelingen aanpassen en enkele geautomatiseerde onderhoudsrobots bouwen, ze een toekomst zullen bouwen. Ruimteliften zijn heel goed mogelijk.

In een onderzoeksrapport simuleerden de auteurs Dan Popescu en Sean Sun het ontwerp van de ruimtelift, waarbij maximale spanning en maximale trekkracht werden gevonden op basis van biologische structuren (bijv. Ligamenten en pezen). De verhouding van de sterkte van de extensie wordt berekend. Dit is veel hoger dan de spanningssterkte-verhouding die in de engineering wordt gebruikt, en het vermogen van het materiaal om krachten op te nemen is minstens tweemaal de breekkracht.

De onderzoekers wijzen erop dat dergelijke stress-intensiteitsverhoudingen acceptabel zijn voor normale civieltechnische projecten, maar voor grote gebouwen is deze verhouding te strikt om de faalkans te beheersen. Het is vermeldenswaard dat de ruimtelift erg groot is en misschien wel het grootste gebouw is dat door mensen is gebouwd.

Door de constructie van ruimteliften kunnen mensen en ruimtematerialen buiten de atmosfeer van de aarde worden getransporteerd. In sommige ontwerpen van ruimteliften wordt de noodzaak om raketten te gebruiken niet genoemd. Het vroegste concept van een ruimtelift werd in 1895 voorgesteld door de Russische wetenschapper Konstantin Tsiolkovsky.

Sinds 1895 zijn wetenschappers het ontwerp van ruimteliften blijven verfijnen, maar het basisontwerp van de lift is niet veranderd. De ruimtelift bevat een kabel die stevig op de aarde zit en zich meestal omhoog uitstrekt in de geostationaire baan - ongeveer 35.786 kilometer vanaf de grond.

Aan het bovenste uiteinde van de kabel is een balans, zwaartekracht en naar buiten gerichte middelpuntvliedende kracht zetten de kabel op spanning, waardoor een bagageruimte langs de kabel wordt geplaatst die op en neer langs de kabel beweegt. Het grootste probleem bij deze ruimtelift is dat de druk op de extra lange kabel zo groot is dat er op dit moment niets meer tegen is.

In de afgelopen decennia zijn er enkele grote ontwerpwedstrijden geweest en zijn er voorstellen gedaan om dit probleem op te lossen, maar tot nu toe is niemand succesvol geweest. De onlangs voorgestelde oplossing was het Google X-project dat in 2014 door Google werd gelanceerd, maar niemand was in staat om supersterke koolstofnanobuiskabels van meer dan 1 meter lang te maken en het bouwplan voor de ruimtelift werd opgeschort.

Het is duidelijk dat koolstofnanobuisjes een grote hoop zijn voor een ruimtelift woord merk lift ingenieurs, maar deze hoop kan worden onderbroken. Een onderzoeksmodel uit 2006 voorspelde dat er bepaalde defecten in de nanobuiskabel van ongeveer 100.000 meter lang moesten zijn, waardoor de algehele sterkte van de kabel met 70% afnam.

Propscu stelde in het onderzoeksrapport een andere oplossing voor. Hoewel koolstofnanobuisjes theoretisch de beste keuze zijn voor ruimteliftkabels, kan de huidige technologie geen koolstofnanobuisjes produceren met een lengte van meerdere centimeters, dus worden koolstofnanometers gebruikt. Het is niet mogelijk om ruimteliften te vervaardigen. Hij stelde echter het gebruik van enkele composietmaterialen voor - koolstofnanobuisjes gecombineerd met andere materialen, hoewel de sterkte zwakker is dan zuivere koolstofnanobuisjes, maar we gebruiken zelfherstellende mechanismen om de sterkte van het materiaal te vergroten om de stabiliteit van de super gebouw.

Dit zelfherstellende mechanisme is cruciaal, en de onderzoekers stelden een kabelontwerp voor dat zijn richting in tweeën splitst, omhoog, in een reeks "gestapelde segmenten"; lateraal, in een reeks van "parallelle kabelgloeidraden. Wanneer een kabelgloeidraad het begeeft, zal deze situatie zich vaak voordoen, de invloed is beperkt tot zijn eigen stapelgedeelte en het belastingsgewicht wordt onmiddellijk gedeeld met de parallelle kabel totdat de reparatierobot arriveert voor vervanging.

De onderzoekers wezen erop dat ruimteliften met dit "autonome reparatiemechanisme" betrouwbaarheid kunnen garanderen bij hoge spanningsniveaus, en tegelijkertijd kunnen worden gemaakt van materialen met een lagere sterkte, waardoor de daadwerkelijke haalbaarheid dichterbij komt.

Propscu wees erop dat de basis van al deze ruimteliftmodellen de geleidelijk afnemende stressratio is, de combinatie van technische ontwerpnormen en biologische principes. Hij benadrukte dat de menselijke achillespees en de wervelkolom enorme spanningen kunnen weerstaan, zeer dicht bij hun treksterkte, die groter is dan de spanningen die ingenieurs staal ontwerpen.

De belangrijkste reden is dat de pezen en de wervelkolom, althans tot op zekere hoogte, zelfherstellend vermogen hebben, dat ontbreekt bij stalen materialen. Onderzoekers geloven dat het toevoegen van de biologische mechanismen van pezen en wervelkolom aan het ontwerp van een ruimtelift betekent dat we niet hoeven te wachten op futuristische nieuwe materialen.

Propscu zei: "Wij zijn van mening dat supergrote bouwconstructies zoals ruimteliften volledig rekening moeten houden met de mogelijkheid van defecte componenten, en ook een zelfherstellend mechanisme nodig hebben om beschadigde componenten te vervangen. Dit zal ervoor zorgen dat de ruimtelift onder hoge belasting staat. Vervallen zonder de integriteit ervan te beschadigen. Dit betekent dat het mogelijk is om bovenbouw te bouwen met bestaande materialen! "