Um matemático e engenheiro mecânico da Universidade Johns Hopkins, nos Estados Unidos, sugeriu que, enquanto os fabricantes de elevadores adotarem mais técnicas biológicas, ajustarem as avaliações de risco e construírem alguns robôs de reparo automatizados, eles construirão um espaço em um futuro próximo. O elevador é totalmente possível.
Sina Technology News horário de Pequim em 11 de junho de notícias, de acordo com relatos da mídia estrangeira, elevadores espaciais têm sido um dos temas da ficção científica na vida real, e esta é também a viabilidade da NASA e outras instituições. O assunto da pesquisa. O consenso atual alcançado pelos engenheiros é que os elevadores espaciais são uma ideia muito boa, mas o processo de construção envolve enorme estresse e pressão, e os materiais existentes não podem atender aos seus requisitos.

No entanto, um matemático e um engenheiro mecânico da Universidade Johns Hopkins, nos Estados Unidos, sugeriu que, enquanto os fabricantes de elevadores adotarem mais técnicas biológicas, ajustarem as avaliações de risco e construírem alguns robôs de manutenção automatizados, eles construirão um futuro. Elevadores espaciais são perfeitamente possíveis.

Em um relatório de pesquisa, os autores Dan Popescu e Sean Sun simularam o projeto do elevador espacial, que encontrou tensão máxima e tração máxima com base em estruturas biológicas (por exemplo, ligamentos e tendões). A proporção da resistência da extensão é calculada. Isso é muito maior do que a razão tensão-resistência usada em engenharia, e a capacidade do material de absorver forças é pelo menos duas vezes a força de ruptura.

Os pesquisadores apontam que taxas de intensidade de tensão como essa são aceitáveis ​​para projetos normais de engenharia civil, mas para grandes edifícios, essa proporção é muito estrita para controlar a probabilidade de falha. É interessante notar que o elevador espacial é muito grande e pode ser a maior estrutura de edifício construída pelo homem.

A construção de elevadores espaciais permite que humanos e materiais espaciais sejam transportados para fora da atmosfera terrestre. Em alguns projetos de elevadores espaciais, não há menção à necessidade de usar foguetes. O conceito mais antigo de elevador espacial foi proposto pelo cientista russo Konstantin Tsiolkovsky em 1895.

Desde 1895, os cientistas continuaram a refinar o projeto dos elevadores espaciais, mas o projeto básico do elevador não mudou. O elevador espacial contém um cabo que é sólido na terra, geralmente se estendendo para cima na órbita geoestacionária - cerca de 35.786 quilômetros do solo.

Na extremidade superior do cabo está uma balança, a gravidade e a força centrífuga externa colocam o cabo em tensão, colocando um compartimento de carga ao longo do cabo que se move para cima e para baixo no cabo. O principal problema com este elevador espacial é que a pressão no cabo extralongo é tão grande que atualmente nada é suficiente para suportá-la.

Nas últimas décadas, houve alguns grandes concursos de design e propostas para resolver esse problema, mas até agora ninguém teve sucesso. A solução proposta recentemente foi o projeto Google X lançado pelo Google em 2014, mas ninguém foi capaz de fabricar cabos de nanotubos de carbono superfortes com mais de 1 metro de comprimento, e o plano de construção do elevador espacial foi suspenso.

Entende-se que os nanotubos de carbono são uma grande esperança para o elevador espacial elevador de marca de palavras engenheiros, mas essa esperança pode ser frustrada. Um modelo de pesquisa de 2006 previu que deve haver certos defeitos no cabo do nanotubo de cerca de 100.000 metros de comprimento, o que reduziu a resistência geral do cabo em 70%.

Propscu propôs uma solução diferente no relatório de pesquisa. Embora os nanotubos de carbono sejam teoricamente a melhor escolha para cabos de elevadores espaciais, a tecnologia atual não pode produzir nanotubos de carbono com mais de vários centímetros de comprimento, então nanômetros de carbono são usados. Não é possível fabricar elevadores de espaço. No entanto, ele propôs o uso de alguns materiais compósitos - nanotubos de carbono combinados com outros materiais, embora a resistência seja mais fraca do que os nanotubos de carbono puro, mas estamos usando mecanismos de autocura para aumentar a resistência do material para garantir a estabilidade do super prédio.

Esse mecanismo de autocura é crucial, e os pesquisadores propuseram um projeto de cabo que divide sua direção em dois, para cima, em uma série de "segmentos empilhados"; lateralmente, em uma série de "filamentos de cabo paralelos. Quando qualquer filamento de cabo falha, esta situação geralmente ocorre, sua influência é limitada à sua própria seção de pilha e o peso da carga é imediatamente compartilhado com o cabo paralelo até que o robô de reparo chegue para substituição.

Os pesquisadores destacaram que, com esse "mecanismo de reparo autônomo", os elevadores espaciais podem garantir confiabilidade em altos níveis de estresse e, ao mesmo tempo, podem ser feitos de materiais com menor resistência, o que torna mais próxima a real viabilidade.

Propscu destacou que a base de todos esses modelos de elevadores espaciais é a proporção de tensões que diminui gradualmente, a combinação de padrões de projeto de engenharia e princípios biológicos. Ele enfatizou que os tendões de Aquiles humanos e a coluna vertebral podem suportar tensões tremendas, muito próximas de sua resistência à tração, que é maior do que as tensões que os engenheiros projetam em aço.

A principal razão é que, pelo menos até certo ponto, os tendões e a coluna têm poder de autorreparação, o que falta nos materiais de aço. Os pesquisadores acreditam que adicionar os mecanismos biológicos dos tendões e da coluna vertebral ao design do elevador espacial significa que não temos que esperar por novos materiais futurísticos.

Propscu disse: "Acreditamos que estruturas de edifícios supergrandes, como elevadores espaciais, devem considerar totalmente a possibilidade de falha de componentes e também precisam de um mecanismo de autocura para substituir os componentes danificados. Isso garantirá que o elevador espacial esteja sob carga elevada. Avançar sem danificar a sua integridade. Isso significa que é possível construir superestruturas com materiais existentes! "