미국 존스 홉킨스 대학의 수학자이자 기계 엔지니어는 엘리베이터 제조업체가 더 많은 생물학적 기술을 채택하고, 위험 평가를 조정하고, 일부 자동 수리 로봇을 구축하는 한 가까운 장래에 공간을 구축 할 것이라고 제안했습니다. 엘리베이터가 완전히 가능합니다.
Sina Technology News 베이징 시간 6 월 11 일 외신 보도에 따르면 우주 엘리베이터는 오랫동안 실생활에서 SF의 주제 중 하나였으며 NASA와 다른 기관의 타당성이기도합니다. 연구 주제. 엔지니어들이 현재 합의한 것은 우주 엘리베이터는 매우 좋은 아이디어이지만 건설 과정에는 엄청난 스트레스와 압력이 수반되며 기존 재료는 요구 사항을 충족 할 수 없습니다.

그러나 미국 존스 홉킨스 대학의 수학자이자 기계 엔지니어는 엘리베이터 제조업체가 더 많은 생물학적 기술을 채택하고 위험 평가를 조정하며 일부 자동화 된 유지 보수 로봇을 구축하는 한 미래를 건설 할 것이라고 제안했습니다. 우주 엘리베이터는 전적으로 가능합니다.

연구 보고서에서 저자 Dan Popescu와 Sean Sun은 생물학적 구조 (예 : 인대 및 힘줄)를 기반으로 최대 스트레스와 최대 인장력을 발견 한 우주 엘리베이터 설계를 시뮬레이션했습니다. 확장 강도의 비율이 계산됩니다. 이것은 엔지니어링에 사용되는 응력-강도 비율보다 훨씬 높으며 힘을 흡수하는 재료의 능력은 파괴력의 최소 두 배입니다.

연구원들은 이와 같은 응력-강도 비율이 일반 토목 프로젝트에서는 허용되지만 대형 건물의 경우이 비율이 너무 엄격하여 실패 확률을 제어 할 수 없다고 지적합니다. 우주 엘리베이터는 매우 크고 인간이 지은 가장 큰 건물 구조 일 수 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다.

우주 엘리베이터의 건설은 인간과 우주 물질을 지구 대기 밖으로 운반 할 수있게합니다. 일부 우주 엘리베이터 설계에서는 로켓을 사용해야한다는 언급이 없습니다. 최초의 우주 엘리베이터 개념은 1895 년 러시아 과학자 Konstantin Tsiolkovsky가 제안했습니다.

1895 년 이래 과학자들은 우주 엘리베이터의 설계를 계속 개선해 왔지만 엘리베이터의 기본 설계는 변경되지 않았습니다. 우주 엘리베이터에는 지상에 단단한 케이블이 포함되어 있으며 일반적으로 지상에서 약 35,786km 떨어진 정지 궤도까지 위쪽으로 확장됩니다.

케이블의 상단 끝에는 균형, 중력 및 바깥 쪽 원심력이 케이블을 장력을 가하여 케이블을 따라 위아래로 움직이는 화물칸을 배치합니다. 이 우주 엘리베이터의 주된 문제는 매우 긴 케이블에 대한 압력이 너무 커서 현재 견딜 수있는 것은 없다는 것입니다.

지난 수십 년 동안이 문제를 해결하기위한 대규모 디자인 경쟁과 제안이 있었지만 지금까지 아무도 성공하지 못했습니다. 최근 제안 된 솔루션은 구글이 2014 년에 시작한 구글 X 프로젝트 였지만 아무도 길이 1m가 넘는 초강력 탄소 나노 튜브 케이블을 제조 할 수 없었고 우주 엘리베이터 건설 계획이 보류됐다.

탄소 나노 튜브는 우주 엘리베이터의 큰 희망으로 이해됩니다. 워드 브랜드 엘리베이터 하지만이 희망은 무너질 수 있습니다. 2006 년 연구 모델은 약 100,000m 길이의 나노 튜브 케이블에 특정 결함이 있어야한다고 예측하여 케이블의 전체 강도를 70 %까지 감소 시켰습니다.

Propscu는 연구 보고서에서 다른 솔루션을 제안했습니다. 이론적으로는 탄소 나노 튜브가 우주 엘리베이터 케이블에 가장 적합한 선택이지만 현재 기술은 길이가 몇 센티미터 이상인 탄소 나노 튜브를 생산할 수 없기 때문에 탄소 나노 미터가 사용됩니다. 우주 엘리베이터를 제조하는 것은 불가능합니다. 그러나 그는 순수한 탄소 나노 튜브보다 강도가 약하지만 다른 재료와 결합 된 탄소 나노 튜브와 같은 일부 복합 재료의 사용을 제안했지만, 우리는 슈퍼의 안정성을 보장하기 위해 재료의 강도를 높이기 위해자가 치유 메커니즘을 사용하고 있습니다. 건물.

이자가 치유 메커니즘은 매우 중요하며 연구원들은 방향을 두 개, 위로, 일련의 "스택 세그먼트"로 분할하는 케이블 설계를 제안했습니다. 측면으로 일련의 "병렬 케이블 필라멘트로. 케이블 필라멘트가 고장 나면 이러한 상황이 자주 발생하고 그 영향은 자체 스택 섹션으로 제한되며 부하 무게는 수리 로봇이 도착할 때까지 즉시 병렬 케이블에 공유됩니다. 바꿔 놓음.

연구진은이 "자율 수리 메커니즘"을 통해 우주 엘리베이터는 높은 스트레스 수준에서 신뢰성을 보장 할 수 있으며 동시에 강도가 낮은 재료로 만들 수있어 실제 타당성을 더 가깝게 만들 수 있다고 지적했습니다.

Propscu는 이러한 모든 우주 엘리베이터 모델의 기초가 점차 감소하는 응력 비율, 엔지니어링 설계 표준 및 생물학적 원리의 조합이라고 지적했습니다. 그는 인간의 아킬레스 건과 척추는 엔지니어가 강철을 설계하는 응력보다 더 큰 인장 강도에 매우 가까운 엄청난 응력을 견딜 수 있다고 강조했습니다.

주된 이유는 적어도 어느 정도는 힘줄과 척추가 자체 복구 력을 가지고있어 강철 소재가 부족하기 때문입니다. 연구원들은 힘줄과 척추의 생물학적 메커니즘을 우주 엘리베이터 설계에 추가하면 미래의 신소재를 기다릴 필요가 없다고 생각합니다.

Propscu는 "우주 엘리베이터와 같은 초대형 건물 구조는 부품 고장 가능성을 충분히 고려해야하며 손상된 부품을 교체하기위한자가 치유 메커니즘이 필요하다고 생각합니다. 이렇게하면 우주 엘리베이터가 높은 부하를받을 수 있습니다. 무결성을 손상시키지 않고 실행됩니다. 이는 기존 재료를 사용하여 상부 구조를 구축 할 수 있음을 의미합니다! "