مثير للإعجاب

تقترح الدراسة ، انس المصاعد الفضائية ، فلنقم ببناء "خطوط فضاء" من القمر

تقترح الدراسة ، انس المصاعد الفضائية ، فلنقم ببناء

يعتقد زوجان من علماء الفيزياء الفلكية من جامعة كامبريدج وجامعة كولومبيا أن الإجابة على مشكلة وصول الأشياء إلى القمر بتكلفة زهيدة ، قد تكون "تدلي" خط فضاء من القمر بدلاً من الاستثمار في المصاعد الفضائية.

إنهم يعتقدون أن هذا الحل سيكون أكثر عملية وأسهل في البناء وأرخص من البديل الذي يتم الاستشهاد به كثيرًا.

ذات صلة: "الصعود:" مصعد إلى الفضاء

المشاكل الفريدة تتطلب حلولا فريدة!

يعتقد مؤلفا الدراسة Zephyr Penoyre و Emily Sandford أننا ربما نفكر في الاتجاه الخاطئ عندما يتعلق الأمر بإيجاد بدائل للخدمات اللوجستية الحالية من الأرض إلى القمر.

في الوقت الحالي ، يعد إدخال الأشياء في مدار الأرض مكلفًا للغاية بسبب الحاجة إلى التغلب على جاذبية الكوكب. لطالما تم الاستشهاد بالمصاعد الفضائية كحل محتمل.

إذا كان ذلك ممكنًا ، فيمكنهم خفض التكلفة بشكل كبير على المدى الطويل والسماح بنقل الحمولات الصافية إلى المصعد الممتد من سطح الأرض إلى المدار. لكن هذا يطرح مشاكل جديدة تمامًا.

لا يبدو أن المواد الحديثة المتوفرة لدينا تناسب هذا الغرض. إنها ببساطة ليست قوية بما يكفي لتحمل ثقل مثل هذا المشروع الطموح ، أو هكذا يزعم المؤلفان.

من وجهة نظرهم ، قد يكون من الأفضل "تعليق" خط فضاء يمتد من القمر إلى عمق بئر جاذبية الأرض.

"في هذا العمل ، نقدم بديلاً لمصعد الفضاء الكلاسيكي ، في نطاق [] التكنولوجيا الحديثة: خط الفضاء. من خلال تمديد خط مثبت على سطح القمر إلى أعماق جاذبية الأرض ، يمكننا بناء مستقر ، كابل قابل للعبور يسمح بحرية الحركة من جوار الأرض إلى سطح القمر ، "لاحظ بينويري وساندفورد في ورقتهما.

إنهم يعتقدون أن مثل هذا المشروع يجب أن يكون قابلاً للتحقيق في ضوء التكنولوجيا الحديثة لدينا. يجادلون أنه ينبغي أن يكون من الممكن تمديد كابل من القمر ، بالقرب من ارتفاع المدار الثابت بالنسبة للأرض.

ويعتقدون أن هذا من شأنه أن يتيح سهولة العبور والبناء بين الأرض الأم والقمر.

هل من الضروري استخدام المصاعد الفضائية أو اقتراح خط الفضاء الجديد هذا؟

كما ذكرنا سابقًا ، فإن نقل الأشياء من الأرض إلى الفضاء مكلف للغاية. هذا لأننا نعتمد حاليًا على تكنولوجيا الصواريخ لتحقيق ذلك.

هذا مثير للإعجاب ، لكنه غير فعال إلى حد ما. في الوقت الحالي ، تتطلب العديد من مهام الحمولة إلى الفضاء استخدام كميات كبيرة من الدوافع "للقوة الغاشمة" في طريقها إلى الفضاء.

يتم التخلص من الغالبية العظمى من هذا لدفع الصاروخ لأعلى. هذا النهج مُهدر للغاية ، ويحتاج ليس فقط للتغلب على وزن الحمولة والصاروخ ولكن أيضًا على خزان الوقود الكبير الذي يحمله.

لهذا السبب ، يكلف حاليًا عشرات الآلاف من الدولارات لكل كيلوغرام من الحمولة لنقله إلى الفضاء. إذا كنت ترغب في نقل الحمولة إلى القمر ، فقد تكون التكاليف أكثر.

لهذا السبب ، هناك حافز كبير لخفض التكاليف قدر الإمكان. على الرغم من كل العمل الرائع الذي تقوم به المؤسسات الخاصة ، مثل SpaceX ، لا يزال الأمر مكلفًا للغاية.

يعتقد الكثيرون أن الإجابة هي توفير قطعة ثابتة من البنية التحتية يمكنها نقل المواد عبر كابل إلى الفضاء وما وراءه.

لماذا يعتبر Spaceline فكرة أفضل من مصعد الفضاء؟

تبدو فكرة مصعد الفضاء رائعة بشكل حدسي ، ولكن هناك مشكلة. مثل هذا الشيء يجب أن يكون قويًا جدًا بالفعل.

يجب أن يكون مصعد الفضاء طويلًا جدًا 42000 كم لفترة طويلة لوضع الجزء النهائي من الكبل في مدار مستقر متزامن مع الأرض. سيكون له كتلة هائلة ، وبالتالي سيتطلب جسمًا مشابه الكتلة في "نهاية العمل" في الفضاء لمنعه من السقوط مرة أخرى على الأرض بمرور الوقت.

هذا ، من الناحية النظرية ، من شأنه أن يبقي المصعد معلقًا بسبب قوة الطرد المركزي (تأثير الجاذبية).

حتى مع وجود بعض من أحدث المواد عالية القوة لدينا ، مثل الأنابيب النانوية الكربونية ، فقد لا يتمكنون من "قطع الخردل".

لهذا السبب ، يقترح Penoyre و Sandford أننا ربما ننظر في الاتجاه الخاطئ (لمهام القمر ، على الأقل). المنطق بسيط نسبيا.

أي مصعد فضائي يدور حول الأرض كل 24 ساعة. من ناحية أخرى ، لن يدور خط فضاء قائم على القمر حول الأرض إلا كل شهر أو نحو ذلك.

هذا المعدل الأبطأ للمدار من شأنه أن يقلل بشكل كبير من القوى المفروضة على خط الفضاء عند مقارنته بمصعد فضائي. سيكون توزيع مثل هذه القوى أيضًا مختلفًا جدًا على خط الفضاء.

"بالامتداد من القمر إلى الأرض ، سيمر خط الفضاء عبر منطقة من الفضاء حيث تلغي الجاذبية الأرضية والقمرية بعضهما البعض. هذه المنطقة ، المعروفة باسم نقطة لاغرانج ، تصبح سمة مركزية لخط فضاء. تحتها ، أقرب إلى الأرض ، تسحب الجاذبية الكابل نحو الكوكب ، ولكن فوقه ، بالقرب من القمر ، تسحب الجاذبية الكابل نحو سطح القمر "، وفقًا لـ MIT Technology Review.

هذا يعني أن المواد الحالية ، مثل Zylon ، يمكن تصور استخدامها في بنائها. مثل هذا النهج من شأنه أيضًا أن يجعل استكشاف القمر أسهل كثيرًا.

المدخرات ستكون ضخمة. يعتقد المؤلفون: "سيقلل من الوقود اللازم للوصول إلى سطح القمر إلى ثلث القيمة الحالية".

كما أنه سيفتح لنا فرصًا لاستكشاف واستغلال نقطة لاغرانج بين الأرض والقمر.

تم نشر الدراسة الأصلية في التكنولوجيا الناشئة من arXIV.org.


شاهد الفيديو: لفت خارجي قيمته 18 ألف ريال فقط (قد 2021).