궤도 운송 - 우주 엘리베이터의 개념은 이미 테스트되었습니다.

땅은 점차 낮아지고 집, 강, 언덕은 작아집니다. 점차적으로 모든 것이 구름 뒤로 사라지고 완전히 알려지지 않은 또 다른 우주 세계가 열립니다. 동시에 가속 단계의 엔진의 포효도없고 노즐에서 빠져 나가는 화염의 혀도 없습니다. 모든 것이 조용하고 고요합니다. 공상과학 작가들이 우주 엘리베이터를 타고 바닥 없는 암흑 속으로 올라가는 모습을 바로 이런 식으로 묘사합니다. 이러한 여행은 Tsiolkovsky에 의해 설명되었으며, 60년대에 해당 계산을 제시한 소련 과학자 Yuri Artsutanov가 이 아이디어를 채택했으며 나중에 Arthur Clarke가 그의 소설 "The Fountains of Paradise"에서 이 아이디어를 발전시켰습니다. 그러나 환상적인 제작에는 매우 실제적인 정당성이 있는 것 같습니다.

로켓 없이 우주로

아이디어는 아주 간단합니다. 값비싼 연료와 운송 수단에 돈을 쓰지 않으려면 ISS와 같은 정거장으로 화물을 배달할 케이블을 지구 궤도까지 늘려야 합니다.



우리 행성의 회전과 원심력 덕분에 "실"은 항상 팽팽해집니다. 무엇이 필요하며 그러한 엘리베이터를 만드는 것을 방해하는 요인은 무엇입니까?

로프 재료

강철로 만든 경우 최대 길이 60km에서는 자체 무게로 인해 파손됩니다. 또 다른 옵션은 Dyneema 폴리에틸렌으로 낙하산 라인과 방탄복이 만들어집니다. 하지만 이 재료조차도 1제곱미터입니다. 몇 톤을 견딜 수 있는 mm는 작동하지 않습니다. Dainima 폴리에틸렌은 2500km 길이에서 파손됩니다. 또한 질량은 300톤, 상단 끝의 두께는 10m(오를수록 증가함)여야 합니다. 위에서 이러한 "케이블"을 떨어뜨리면 작동할 수도 있습니다. 그런데 어떻게 그런 덩어리를 끌어 올릴 수 있습니까?


탄소로 만들어진 나노튜브는 대안이 거의 없습니다. 간단히 말하면, 구조는 그래핀입니다. 화학 원소 "C"의 원자 구조가 파이프 형태로 배치되어 있습니다. 그 직경은 수 나노미터이므로 이러한 실은 현미경을 통해서만 볼 수 있습니다.


제품은 특수 오븐에서 성형된 후 섬유가 "직조"됩니다. 그들의 강도는 케블라보다 30배 더 강합니다. 가장 낙관적인 예측에 따르면 길이 36km, 무게 270톤, 무게 10톤의 하중을 지탱할 수 있는 리본을 생산하는 것이 가능합니다. 비관적인 시나리오에서도 제작이 가능합니다. 무게 900톤의 "실", 행성 표면의 직경은 1mm, 궤도는 25cm입니다.

Безопасность

"우주 실" 물질을 찾는 데 있어 또 다른 문제는 내화성입니다. 탄소 나노튜브는 연소를 지원할 뿐만 아니라 성냥처럼 불타오르기도 합니다. 이 물질의 대체 물질은 그래핀과 유사하지만 실리콘으로 만들어진 실리센이 될 수 있습니다. 그러나 이 물질로부터 결정격자를 성장시키는 것은 2012년에야 가능했고, 연구 단계는 아직 알려지지 않았다.

리프트

필요한 강도의 케이블을 만드는 것이 가능하더라도 등반에 무엇을 사용해야 하는가라는 질문이 생길 것입니다. 이론적으로 우주 오두막이 오늘날 고층 빌딩의 오두막과 비슷할 것이라고 가정하면 "여행" 시간은 몇 주가 걸릴 것입니다. 보통: 7일 동안 엘리베이터에 갇히게 됩니다!


물리학자들은 자기 자신만의 옵션을 제안했습니다. 즉, 자기를 매달아 두는 것입니다. 이를 위해 케이블은 초전도체 층으로 덮여 있습니다(저항 없이 전류를 통과함). 누군가 "비싸다"고 말하면 답이 있습니다. 극저온의 납은 비슷한 특성을 갖기 시작합니다.


구조가 준비되면 자기장에 원하는 방향을 지정하여 위 또는 아래로 이동할 수 있습니다. 후자의 경우 마지막 단계에서 중력으로 인해 땅에 닿지 않도록 벡터를 변경합니다.

달과 라그랑주 포인트로 가는 엘리베이터

이것은 환상처럼 보이지도 않지만 말도 안되는 일입니다. 그러나 자체적인 현실적인 플랫폼도 있습니다. 우주의 거대 물체 사이에는 중력이 균형을 이루는 지점이 있습니다. 이는 옆에 있는 물체가 제자리에 남아 있음을 의미하며, 항공기인 경우 궤도를 유지하기 위해 연료를 낭비할 필요가 없습니다.


태양, 행성 및 자연 위성을 취하면 그러한 점이 5개 있을 것입니다. 그 중 하나에는 James Webb 망원경이 안전하게 "놀고" 원활하게 작동합니다. 그리고 화성과 목성을 취하면 소행성 "아킬레스"가 그곳에 "고착"되어 있으며 분명히 오랜 시간 동안 지속됩니다.


라그랑주 지점과 우주 엘리베이터 사이의 연결은 그러한 장소에서 환승 지점을 "장착"하는 것이 가능하다는 것입니다. 그들로부터 케이블은 지구 및 (또는) 달을 향해 늘어납니다.

실제 우주 엘리베이터 프로젝트

이 "사업"의 첫 번째 공식 조직 중 하나는 NASA였습니다. 이 기관은 2005년부터 정기적인 대회를 개최해 왔으며, 이 대회의 목표는 케이블을 최고 속도로 최대 높이까지 오를 수 있는 우주 엘리베이터 또는 장치(원하는 대로)를 개발하는 것입니다. 아아. 결과는 특별히 인상적이지는 않습니다: 1,2km. 우승자는 보조금을 받지만 “아직 문제가 남아 있습니다.” 글쎄, 적어도 그렇군요!

Thoth Technology가 진행하고 있는 캐나다 프로젝트는 압축가스의 특성을 이용하여 건설된 20km 길이의 타워를 건설하는 것입니다. 엘리베이터는 그 안에 "매달려" 상품을 고층 플랫폼으로 배달합니다. 그리고 로켓은 그들을 그곳에서 데려갈 것입니다. 이 솔루션을 사용하면 연료를 30% 절약할 수 있습니다.


유럽의 경우 아직 구체적인 데이터가 없습니다. 미국에서는 일론 머스크가 우주엘리베이터를 만드는 것이 “샌프란시스코에서 도쿄까지 다리를 건설하는 것”(매사추세츠연구소 컨퍼런스)보다 쉽다고 말했다. 그러나 아시아 국가들의 생각은 다르다.

일본

욱일승천에서는 우주엘리베이터 사업이 국가 차원에서 지원된다. Obayashi Company는 대학 및 계약업체와 긴밀히 협력하여 나노케이블을 만듭니다. 이 문제에 대한 실질적인 진전은 2018년부터 ISS에서 수행된 STARS-Me 실험을 통해 입증됩니다. 이것은 소형 우주 엘리베이터를 갖춘 로봇 위성입니다. 시스템은 모든 종류의 상황을 시뮬레이션하기 위해 가능한 한 현실에 가까운 조건에서 작동했습니다.


한 쌍의 미니 엘리베이터가 10미터 케이블을 사용하여 우주에서 테스트되었습니다. Obayashi Company는 2050년까지 작업을 완료할 것을 약속합니다.

중화 인민 공화국

중국인은 이 점에서 "남들보다 앞서"기를 원하며 이르면 2045년부터 우주 엘리베이터 사용을 시작할 계획입니다. 중국은 또한 나노튜브를 개선하기 위해 열심히 노력하고 있습니다.


또한 2018년에는 자체 중량 800g(!)으로 1,6톤의 화물을 지탱할 수 있는 탄소섬유를 만드는 기술 특허를 취득했습니다.

전문가 의견

우주 엘리베이터를 개발하기 위한 특별한 ISEC 컨소시엄이 있습니다. 피터 스완(Peter Swan) 회장은 그러한 기술이 인류에게 “경이로운 기회”를 열어줄 것이라고 확신합니다. 동시에 그는 첫 번째 구조가 자동으로 작동할 것이라고 지적합니다. 극한우주의학센터(런던, 대학 칼리지) 소장인 케빈 퐁(Kevin Fong)은 엘리베이터 건설이 우리에게 “태양계를 재발견”할 것이라고 믿습니다. 그러나 그는 프로세스의 복잡성을 인정합니다. "스트링은 스테이션을 궤도에서 벗어나 잔해 공격을 받게 될 것입니다." 기본적으로 과학자들의 의견은 케이블 제작 문제로 귀결됩니다. 그러나 사실은 사실입니다. 우주 엘리베이터를 위한 자금이 정기적으로 할당되며 누가 알겠습니까? 이것은 자금의 "개발"을 위한 또 다른 "모형"이 아니라 진정으로 유망한 연구일 것입니다.