Windą do nieba
Wpis opublikowany przez pavlaq89
586 wyświetleń
Ludzie od wieków budują mityczną wieżę Babel, aby pewnego dnia sięgnąć gwiazd. Kiedy jedna runie, na jej gruzach wznoszą kolejną, jeszcze wyższą. To leży w naszej naturze i nie widzę w tym nic złego.
Postęp cywilizacji symbolizują właśnie wieże. Empire State, Petronas, Seras, Taipei, Burj Dubai...
A co powiecie na wieżę, która sięgnie orbity naszej planety? I na windę, która będzie wjeżdżała na sam jej szczyt, a nawet dalej?
Mowa o projekcie
To wcale nie jest fantastyka naukowa, a fantastyczność nauki. Ponad 100 lat temu pewien zwariowany Rosjanin (dzięki któremu m in powstały rakiety kosmiczne) wpadł na pomysł konstrukcji, która sięgałaby orbity geostacjonarnej (to taka szczególna orbita, na której satelita jest praktycznie nieruchomy względem planety >KLIK<). Miałaby ona na celu wynoszenie różnych obiektów w kosmos stosunkowo niskim kosztem. Rewolucyjna idea przetrwała do dziś w niemal niezmienionej formie - sznura długości 36 tysięcy kilometrów z zaczepionym na nim satelitą. Po linie miałyby jeździć w górę i w dół tzw wspinacze, przewożące ładunek oraz naprawiające linę. Bardzo istotna jest też właściwa przeciwwaga, która napinałaby windę niczym strunę gitary - mowa tu o przymocowanej na końcu asteroidzie (!) lub dalszej 'lince' o długości, bagatela, kolejnych 144tys km. Jakkolwiek absurdalnie to by nie brzmiało - TO JEST MOŻLIWE.
Konstanty Ciołkowski - podręcznikowy przykład szalonego naukowca
Na drodze do zbudowania windy stoi na razie najpoważniejsze ograniczenie - brak materiału. Konstrukcja wymagałaby liny mocnej na tyle, aby utrzymać nie tylko swój własny ciężar, ale też stacji, przeciwwagi i wspinaczy. Wymagana odporność na zerwanie szacowana jest na poziomie 30-50 MPa (licząc na chłopski rozum: jeden centymetr kwadratowy materiału miałby wytrzymać 300-500 ton ciężaru). Dla porównania stal posiada odporność rzędu 1 (jednego) MPa. Dwa razy więcej w przypadku kevlaru. Nawet włókna z czystego diamentu zerwą się przy 6-8 MPa (tak! diament też można rozerwać!).
Wydawałoby się że to mission impossible? Jednak wtem na scenę wkraczają...
Nanorurki węgla
Że co niby? Jakieś tam węglowe ruloniki są w stanie przebić wytrzymałość diamentu?! Już to zrobiły - najwyższa zbadana odporność przewyższa diament pięciokrotnie, osiągając 40 MPa przy gęstości sześciokrotnie mniejszej niż stal!
Co z tego liczbowego bełkotu wynika? Że wystarczy wieeeelka kupa takich rurek i możemy już pakować walizki i wsiadać do pociągu na orbitę.
Problem w tym, że nie wynaleziono jeszcze skutecznej i wydajnej metody produkcji masowej tego cudownego tworzywa. Póki co cena jednego grama waha się od 50 do 100 dolarów. I tu znów optymistyczny fakt - ceny te spadają w zastraszającym tempie, a ośrodki badawcze poświęcone nanotechnologii pracują pełną parą wspomagane przez miliardy dolarów pompowanych przez rządy najbardziej rozwiniętych krajów (przodują Stany i Japonia). Mała ciekawostka: W 2004 roku grupa naukowców z MIT zaprezentowała metodę wytwarzania włókna dowolnej długości w tempie kilku centymetrów na sekundę (wyprodukowane w ten sposób włókno miało ponad 100 metrów długości).
Czy nanorurki okażą się łodygą magicznej fasoli?
Początek liny miałby być zaczepiony gdzieś w okolicach równika i musiałby mieć dookoła siebie całą infrastrukturę. Rozmyśla się nad podstawą stałą i ruchomą. W pierwszym przypadku najlepszym rozwiązaniem wydaje się wieża o wysokości 15 kilometrów (obok sznura to małe piwko), od której dopiero zaczynałaby się właściwa winda - wszystko po to, aby zminimalizować wpływ atmosfery. W przypadku mobilnej podstawy mają na myśli ogromną pływającą platformę, która mogłaby się przemieszczać.
Pewnie zastanawiacie się jak będzie się tam wjeżdżać? Przecież pokonanie odległości dorównującej równikowi potrwa miesiące!
'Wspinacze' mają tylko taką nazwę. Kto uważał na fizyce ten wie co to moment pędu i siła odśrodkowa. Nie będę przynudzał wzorkami, których sam nie znam, ale faktem jest to, że od pewnej wysokości pojazd będzie coraz bardziej przyspieszał. Mało tego - im będzie on cięższy, tym prędkość będzie większa!
Dochodzę teraz do pojęcia prędkości kątowej. Wyobraź sobie, że masz w ręku sznurek i kręcisz się wokół własnej osi. W trakcie obrotu... ejejejej! Trzymaj ten sznurek! W trakcie obrotu na sznurek zakładasz luźną obręcz i ją puszczasz. Co się stanie?
To chyba logiczne. Teraz wyobraźcie sobie że ten sznurek ma 180 tysięcy kilometów i robi z wami jeden obrót na 24 godziny... Z obliczeń wynika, że pojazd, który dałby się wystrzelić z takiej procy miałby wystarczającą prędkość, aby opuścić ziemskie pole grawitacyjne i dolecieć do Saturna (!!!).
Daje możliwości, co nie?
Pozostają takie małe kwestie jak niszczycielski wpływ promieniowania kosmicznego, drobne kosmiczne śmieci, wpływ tlenu atomowego z termosfery, niesprzyjających warunków pogodowych oraz kilku innych, z którymi prędzej czy później damy sobie radę.
Jeśli spadniesz, to nawet nie dolecisz do powierzchni...
Już teraz organizowane są naukowe konkursy na najlepsze rozwiązania w których każdy może przedstawić swój projekt i zgarnąć niebagatelną sumkę zielonych. Przeprowadzane są też najprzeróżniejsze symulacje i badania w mniejszej skali, pozwalające już teraz przewidzieć skutki np. zerwania się "linki".
Od tej niesamowitej konstrukcji dzieli nas jedynie włos z nanorurek. Kiedy będziemy mogli wspiąć się na orbitę?
Według niektórych analiz można spodziewać się uruchomienia pierwszej działającej windy jeszcze przed rokiem 2030.
A więc świdry w dłoń!
Ech, ciasteczka się skończyły...
16 komentarzy
Rekomendowane komentarze