Obwohl die Idee eines Weltraumaufzugs niemals aufgehen wird, ist es unmöglich zu sagen, was die ferne Zukunft bringen wird. Schließlich schienen viele Arten von Transportmitteln, die wir heute benutzen, einmal so zu sein verrückte Konzepte - und der Weltraumaufzug ist möglicherweise praktikabler als das EmDrive .
Und natürlich wäre die Auszahlung, wenn es funktionieren würde, enorm.
Schauen wir uns das an 15 Fakten über das Konzept des Weltraumaufzugs, um zu sehen, warum manche Leute glauben, dass diese Technologie eine Erkundung wert ist.
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1. Die Idee des Weltraumaufzugs wurde ursprünglich vom Eiffelturm inspiriert
Die ursprüngliche Idee für den Weltraumaufzug kam 1895 von dem russischen Wissenschaftler und Weltraumpionier Konstantin Tsiolkovsky.
Inspiriert vom Eiffelturm in Paris hat sich Tsiolkovsky die Idee von a ausgedacht spindelförmiges Kabel mit a "Himmelsburg" am Ende, gehalten in einer geosynchronen Umlaufbahn an einer Höhe von 35.786 Kilometer .
2. Ein Weltraumaufzug würde die Erdrotation nutzen, um Objekte in die geostationäre Umlaufbahn zu treiben.
Tsiolkovskys Hypothese für einen Weltraumaufzug besagte, dass Objekte nur genug Energie benötigen würden, um den Aufzug hinaufzufahren. Die Erdrotation würde im Wesentlichen dem Objekt, das den Turm hinauffährt, eine freie horizontale Beschleunigung verleihen.
Sobald die Nutzlast oder das Fahrzeug oben auf dem Turm freigegeben wurde, hatte sie genug horizontale Geschwindigkeit, um in der geostationären Umlaufbahn zu bleiben, ohne auf die Erde zurückzufallen. Obwohl Tsiolkovskys Entwurf eine Kompressionsstruktur war, deren Gewicht von unten getragen wurde, die meisten anderenDie Konzepte haben sich auf Zugstrukturen konzentriert, wobei das Gewicht von oben gehalten wurde.
3. Theoretisch könnte dies die Raumfahrt viel billiger machen, indem wir weniger auf Raketentreibstoff angewiesen sind.
Eine Sache, die viele Menschen bei Raketen nicht berücksichtigen, ist, wie viel Treibstoff sie sowohl beim Start als auch im Orbit verbrauchen. Dies liegt daran, dass sie genügend horizontale Geschwindigkeit aufnehmen müssen, um die Geschwindigkeit zu übertreffen, mit derSie fallen, damit sie in der geostationären Umlaufbahn bleiben können.
Dies ist ein großer Teil dessen, was die Raumfahrt - trotz so unerschwinglich teuer macht. SpaceXs unglaubliche Arbeit Obwohl der Bau eines Weltraumaufzugs Milliarden kosten würde, würde dies theoretisch zu Einsparungen führen, nachdem nur wenige Nutzlasten transportiert wurden.
Der Transport von Nutzlasten mit herkömmlichen Raketen kostet ca. 25.000 USD pro Kilogramm 11.000 USD pro Pfund für den Transfer in die geostationäre Umlaufbahn - ein großer Prozentsatz davon fließt in Raketentreibstoff.Einige Vorschläge für Weltraumaufzüge sehen Preise von nur 220 USD pro Kilogramm 100 USD pro Kilogramm vor. Pfund.
4. Ein Weltraumaufzug würde vier Hauptkomponenten haben
Ein Weltraumaufzug würde vier Hauptteile haben: Haltegurt oder Kabel, Gegengewicht, Kletterer und Anker.
Eine Idee für das Gegengewicht wurde von russischer Ingenieur Yuri N. Artsutanov im Jahr 1959. Artsutanov schlug die Verwendung eines Geostationärs vor Satellit als Orbitalbasis für die Entfaltung der Aufzugsstruktur. Das Gegengewicht würde von der Erde weg verlängert, sodass die Oberseite der Struktur immer an derselben Stelle über der Erde verbleibt.
5. Raumseile wurden für reale Weltraummissionen verwendet
In realen Missionen wurden eine Reihe von Weltraumleinen verwendet, wenn auch von begrenzter Länge, was zeigt, dass zumindest dieser Teil des Weltraumaufzugskonzepts machbar ist.
Ein Beispiel ist das Tethered Satellite System-1 TSS-1 wurde von der NASA eingesetzt und Italienische Weltraumorganisation ASI 1992 um das Tether-Konzept der Schwerkraftgradientenstabilisierung zu überprüfen.
6. Frühe Konzeptuntersuchungen haben gezeigt, dass keine bekannten Materialien stark genug sind, um dem erforderlichen strukturellen Druck standzuhalten.
Obwohl die Idee eines Weltraumaufzugs theoretisch faszinierend ist, müssen natürlich viele Probleme und technologische Hürden überwunden werden.
1966 erfanden vier amerikanische Ingenieure namens Isaacs, Vine, Bradner und Bachus das Konzept neu und nannten es "Sky-Hook". Bei dem Versuch zu bestimmen, welche Art von Material für den Bau eines Weltraumaufzugs erforderlich wäre - mit demAnnahme, es würde mit einem geraden Kabel ohne Variationen in seiner Querschnittsfläche gemacht - sie fanden, dass die Stärke Erforderlich wäre doppelt so viel wie bei jedem damals vorhandenen Material.
Die von den vier Ingenieuren bewerteten Materialien enthalten Graphit, Quarz und Diamant.
7. Kohlenstoffnanoröhren wurden als Material vorgeschlagen, das stark genug für einen Weltraumaufzug ist.
Nach der Entwicklung von Kohlenstoffnanoröhren in den 1990er Jahren glaubte der NASA-Ingenieur David Smitherman, dass die immense Festigkeit des Materials Weltraumaufzüge möglich machen könnte.
Er hat einen Workshop im Marshall Space Flight Center, wo er Wissenschaftler und Ingenieure einlud, um Ideen zu diskutieren und daran zu arbeiten, das Konzept Wirklichkeit werden zu lassen.
8. Der amerikanische Wissenschaftler Bradley C. Edwards hat das Konzept im Jahr 2000 erheblich erweitert.
Im Jahr 2000 amerikanischer Wissenschaftler Bradley C. Edwards schlug vor, eine zu erstellen 100.000 km 62.000 Meilen langes hauchdünnes Band mit einem Kohlenstoffnanoröhrchen-Verbundmaterial.Dies sei widerstandsfähiger gegen mögliche Asteroideneinschläge.
Unterstützt von NASA-Institut für fortgeschrittene Konzepte, Edwards, entwickelte auch Ideen für den Einsatz von Weltraumaufzügen, Klettererkonstruktionen, ein Ankersystem und die Vermeidung von Trümmern in der Umlaufbahn. Er schlug außerdem vor, die Ankerstation des Weltraumaufzugs im westlichen Äquatorialpazifik zu platzieren, um Hurrikane zu vermeidenBlitz.
9. Die Japan Space Elevator Association schätzte, dass ein Weltraumaufzug für 8 Milliarden US-Dollar gebaut werden könnte
2008 Shuichi Ono, Vorsitzender der Japan Space Elevator Association enthüllt ein Weltraumaufzugsplan, in dem er die Kosten für den Bau eines Weltraumaufzugs auf rund eine Billion Yen 8 Milliarden US-Dollar schätzte. Viele Beobachter sagten, dies sei eine äußerst niedrige Schätzung.
10. Eine Organisation schätzt, dass wir innerhalb von 20 Jahren über die für einen Weltraumaufzug erforderliche Technologie verfügen werden.
Im Jahr 2013 die Die Internationale Akademie für Astronautik hat eine vierjährige Studie abgeschlossen und ihre Ergebnisse zur technologischen Machbarkeit von Weltraumaufzügen veröffentlicht.
Die Organisation kam zu dem Schluss, dass die entscheidende Verbesserung der Fähigkeiten das Haltematerial betrifft. Die Studie prognostizierte, dass der technologische Fortschritt des Menschen dazu führen würde, dass wir das Notwendige erreichen. spezifische Materialstärke innerhalb 20 Jahre .
11. Die japanische Shizuoka-Universität startete 2018 ein Mini-Weltraumaufzugsexperiment in den Weltraum
2018 starteten Forscher der japanischen Shizuoka-Universität das STARS-Me-Weltraumaufzugsexperiment, bei dem sie zwei CubeSats, die durch eine Leine verbunden sind, in den Weltraum starteten.
Im Rahmen des Experiments hatte einer der CubeSats einen Mini-Aufzug an Bord, der über die Leine von einem CubeSat zum anderen fuhr. Das Experiment wurde als Test konzipiert, um Informationen für die Entwicklung einer größeren Struktur bereitzustellen.
12. Eine Studie mit dem Titel "Road to the Space Elevator Era" wurde letztes Jahr veröffentlicht
Im Jahr 2019 wurde die Internationale Akademie für Astronautik veröffentlicht Straße zur Ära des Weltraumaufzugs eine Studie, die mit Hilfe einer großen Gruppe von Weltraumfachleuten erstellt wurde. Die Studie kam zu dem Schluss, dass Weltraumaufzüge machbar erschienen.
Nicht nur das, sondern auch die Experten kamen zu dem Schluss, dass die Entwicklung von Weltraumaufzügen viel näher sein könnte als wir denken, hauptsächlich aufgrund möglicher Entwicklungen bei der Herstellung von einkristallinem Graphen im Makromaßstab - einem Material mit höherer Festigkeit alsdie meisten Nanoröhren.
13. Zu den Alternativen gehören ein Magnetschwebebahnkonzept und ein mit dem Mond verbundener Aufzug.
Es gibt zwei Alternativen zum Weltraumaufzug, die im Wesentlichen vom ursprünglichen Konzept abweichen. Eine davon ist StarTram, ein Konzept Bild unten für einen Weltraumaufzug, mit dem Raketen über eine Hochgeschwindigkeits-Magnetschwebebahn in die Umlaufbahn geschossen werden.
Die andere Alternative, die war erst letztes Jahr vorgeschlagen von Die Astrophysiker Zephyr Penoyre von der University of Cambridge in Großbritannien und Emily Sandford von der Columbia University in New York würden eine Leine vom Mond herabhängen sehen, mit der Objekte in den Weltraum geschleudert werden könnten.
14. Es wäre einfacher, einen Weltraumaufzug auf dem Mars zu bauen
Obwohl es sich ungefähr zur gleichen Zeit wie die Erde um seine Achse dreht, ist die Schwerkraft der Marsoberfläche gerade 38% von der Erde. Aus diesem Grund ist die stationäre Umlaufbahn des Roten Planeten viel näher an seiner Oberfläche als die der Erde. Daher ist ein Weltraumaufzug eingeschaltet. eine zukünftige Mars-Kolonie könnte viel kürzer sein. Vorhandene Materialien sind bereits stark genug, um einen solchen Aufzug herzustellen.
15. Weltraumaufzüge könnten auch dazu beitragen, Menschen in den Weltraum zu treiben
Ein Objekt, das in einem Radius von ungefähr einem Raumaufzug befestigt ist 53.100 km wäre schon bei Fluchtgeschwindigkeit wenn es aus seiner Leine gelöst wird. Mit anderen Worten, es hätte genug Geschwindigkeit, um der Schwerkraft der Erde zu entkommen. Eine Gravitationsschleuder um Jupiter könnte es einem Fahrzeug dann ermöglichen, genug Geschwindigkeit aufzunehmen, um weiter in den Weltraum zu gelangen. Also könnte ein WeltraumaufzugErlauben Sie uns möglicherweise, den Kosmos wie nie zuvor zu erkunden.
Im Buch Verlassen des Planeten mit dem Weltraumaufzug , Co-Autor Philip Ragan erklärt, dass "das erste Land, das einen Weltraumaufzug einsetzt, eine haben wird 95% Kostenvorteil und möglicherweise Kontrolle aller Weltraumaktivitäten. "
So verrückt es auch scheint, wir könnten eines Tages solch gigantische Strukturen verwenden, um Nutzlasten und Raumschiffe in den Orbit und vielleicht sogar in den Orbit zu schleudern. Weltraum und dies könnte früher passieren als wir denken.