En rumelevator er et foreslået transportsystem, der forbinder Jordens' s overflade med rummet. Elevatoren ville tillade køretøjer at rejse til kredsløb eller rum uden brug af raketter. Selvom elevatorrejser ikke ville være hurtigere end raketrejser, ville det være meget billigere og kunne bruges kontinuerligt til at transportere gods og muligvis passagerer.
Konstantin Tsiolkovsky beskrev først en rumelevator i 1895. Tsiolkovksy foreslog at bygge et tårn fra overfladen op til geostationær bane og i det væsentlige lave en utrolig høj bygning. Problemet med hans idé var, at strukturen ville blive knust af hele vægten over den. Moderne begreber om rumelevatorer er baseret på et andet princip - spænding. Elevatoren ville blive bygget ved hjælp af et kabel fastgjort i den ene ende til Jordens' s overflade og en massiv modvægt i den anden ende, over geostationær bane (35.786 km). Gravity ville trække ned på kablet, mens centrifugalkraften fra den kredsløbende modvægt ville trække opad. De modsatte kræfter ville reducere belastningen på elevatoren sammenlignet med at bygge et tårn til rummet.
Mens en normal elevator bruger bevægelige kabler til at trække en platform op og ned, vil rumelevatoren stole på enheder, der kaldes crawlers, klatrere eller løftere, der kører langs et stationært kabel eller bånd. Med andre ord ville elevatoren bevæge sig på kablet. Flere klatrere skulle rejse i begge retninger for at opveje vibrationer fra Coriolis -kraften, der påvirker deres bevægelse.
Dele af en rumelevator
Opsætningen til elevatoren ville være sådan her: En massiv station, fanget asteroide eller gruppe klatrere ville være placeret højere end geostationær bane. Fordi spændingen på kablet ville være maksimalt ved kredsløbspositionen, ville kablet være tykkest der og aftrappe mod Jordens' s overflade. Mest sandsynligt ville kablet enten blive indsat fra rummet eller konstrueret i flere sektioner og flytte ned til jorden. Klatrere ville bevæge sig op og ned af kablet på ruller, der blev holdt på plads af friktion. Strøm kan leveres af eksisterende teknologi, såsom trådløs energioverførsel, solenergi og/eller lagret atomkraft. Forbindelsespunktet på overfladen kan være en mobil platform i havet, der tilbyder sikkerhed for elevatoren og fleksibilitet til at undgå forhindringer.
At rejse med en rumelevator ville ikke være hurtig! Rejsetiden fra den ene ende til den anden ville være flere dage til en måned. For at sætte afstanden i perspektiv, hvis klatreren bevægede sig med 300 km/t (190 mph), ville det tage fem dage at nå geosynkron bane. Fordi klatrere skal arbejde sammen med andre på kablet for at gøre det stabilt, vil det&sandsynligvis udvikle sig meget langsommere.
Udfordringer, der skal overvindes
Den største hindring for konstruktion af rumelevarer er manglen på et materiale med høj lysstyrke og lav tæthed til at bygge kablet eller båndet. Indtil videre vil de stærkeste materialer til kablet være diamant -nanotråde (først syntetiseret i 2014) eller kulstof -nanorør. Disse materialer mangler endnu at blive syntetiseret til tilstrækkelig længde eller trækstyrke til densitetsforhold. De covalente kemiske bindinger, der forbinder kulstofatomer i kulstof- eller diamantnanorør, kan kun modstå så meget stress, før de pakkes ud eller rives i stykker. Forskere beregner den belastning, obligationerne kan understøtte, og bekræfter, at selvom det måske er muligt en dag at konstruere et bånd, der er langt nok til at strække sig fra jorden til en geostationær bane, ville det' ikke kunne opretholde yderligere stress fra miljø, vibrationer og klatrere.
Vibrationer og wobble er alvorlige overvejelser. Kablet ville være modtageligt for tryk fra solvinden, harmoniske (dvs. som en rigtig lang violinstreng), lynnedslag og vingle fra Coriolis -kraften. En løsning ville være at kontrollere crawlers bevægelse for at kompensere for nogle af virkningerne.
Et andet problem er, at rummet mellem geostationær bane og Jordens' s overflade er fyldt med rumskram og affald. Løsninger omfatter rydde op i nærheden af jorden eller gøre orbitalens modvægt i stand til at undvige forhindringer.
Andre spørgsmål omfatter korrosion, mikrometeoritpåvirkninger og virkningerne af Van Allen -strålingsbælter (et problem for både materialer og organismer).
Størrelsen af udfordringerne kombineret med udviklingen af genanvendelige raketter, som dem der er udviklet af SpaceX, har formindsket interessen for rumelevatorer, men det betyder ikke' idéen om elevatoren er død.
Rumelevatorer er' t Bare for Jorden
Der er endnu ikke udviklet et passende materiale til en jordbaseret rumelevator, men eksisterende materialer er stærke nok til at understøtte en rumelevator på månen, andre måner, Mars eller asteroider. Mars har om en tredjedel af Jordens tyngdekraft roterer med omtrent samme hastighed, så en Mars -rumelevator ville være meget kortere end en bygget på jorden. En elevator på Mars skulle tage fat på den lave bane på månen Phobos, som regelmæssigt skærer den Mars -ækvator. Komplikationen for en månelift er derimod, at Månen&ikke roterer hurtigt nok til at tilbyde et stationært kredsløbspunkt. Det lagrangiske punkt kunne imidlertid bruges i stedet. Selvom en månelift ville være 50.000 km lang på den nærmeste side af Månen og endnu længere på dens anden side, gør den lavere tyngdekraft konstruktion mulig. En marselevator kunne levere løbende transport uden for planetens&#tyngdekraftsbrønd, mens en månelevator kunne bruges til at sende materialer fra Månen til et sted, som Jorden let kan nå.
Hvornår bygges en rumelevator?
Mange virksomheder har foreslået planer om rumelevatorer. Forundersøgelser indikerer, at en elevator ikke' bygges, før (a) der opdages et materiale, der kan understøtte spændingen for en jordelevator eller (b) der' behov for en elevator på Månen eller Mars. Selvom det' er sandsynligt, at betingelserne vil blive opfyldt i det 21. århundrede, kan det være for tidligt at tilføje en rumelevator til din spandliste.
Helmenstine, Anne Marie, ph.d." Sådan ville en rumelevator fungere." ThoughtCo, 16. februar 2021, thoughtco.com/how-a-space-elevator-would-work-4147230.
