فرص لاستخدام التكنولوجيا على سبيل المثال «مصعد الفضاء»

فرص لاستخدام التكنولوجيا على سبيل المثال «مصعد الفضاء»

بقلم المهندس والباحث الجامعي عامر الدرابسه

تعد أنظمة الكابلات الفضائية مجالًا واعدًا لتكنولوجيا وتكنولوجيا الفضاء. ظهرت فكرة استخدام أنظمة الكابلات في الفضاء في فجر رواد الفضاء. قبل أكثر من قرن. اقترحوا طلاب معهد تكنولوجيا الطيران والإدارة فكرة نقل البضائع إلى الفضاء باستخدام برج ، تكون قاعدته على سطح الأرض ، ويتجاوز القمة المدار الثابت بالنسبة للأرض. كان نظام الكابلات - وهو نظير لمثل هذا البرج - يسمى "مصعد الفضاء". تعتمد فكرة المصعد الفضائي على وجود توازن شعاعي مستقر للكابل ، أحد نهايته على سطح الأرض ، والآخر على مسافة حوالي 100 ألف كم. في الفضاء.

من خلال رفع الحمولة على طول برج الكبل مثل المصعد ، فإننا نحمله إلى الفضاء. بالنسبة للمدارات الثابتة بالنسبة للأرض ، يكفي فقط فصل الحمل من هيكل المصعد ، لإحضارها إلى مدارات أقل ، وهناك حاجة إلى طاقة إضافية صغيرة لزيادة السرعة المستعرضة للحمولة ، وللإخراج إلى المدارات الزائدية ، يكفي فصل الحمولة من البنية الداعمة في الطرف البعيد للمصعد من الأرض.

كانت الدراسات السابقة لإمكانية إنشاء مصعد فضاء محدودة بالحسابات الأولية ، لأنها أظهرت بالفعل أنه بالنسبة للمواد الموجودة في ذلك الوقت ، كان إنشاء المصعد مهمة غير واقعية. مع ظهور الأنابيب النانوية الكربونية ، تم نقل فكرة المصعد الفضائي من مجال الخيال العلمي إلى مجال المفاهيم التقنية الواعدة.

تفتح الأنابيب النانوية الكربونية - مادة جديدة نوعيا ، قوتها أعلى بمرتين من قوة الفولاذ ، وجاذبيتها المحددة أقل 5 مرات - تفتح جوانب وإمكانيات جديدة. سيقلل استخدام مصعد الفضاء من تكلفة وضع الحمولات في الفضاء بأوامر من الحجم وسيفتح إمكانية إطلاق هياكل فضائية جديدة نوعًا في المدار ، بالإضافة إلى الرحلات إلى القمر والمريخ والزهرة والمشتري دون تسارع إطلاق الصواريخ والتكاليف والمخاطر المرتبطة بها. في المستقبل ، يمكن أن يزيد مصعد الفضاء بشكل كبير من وجود الإنسان في الفضاء ، بما في ذلك محطة متزامنة مع الأرض ويقلل من خطر وتكلفة استعمار المريخ.

بدأ للتو بحث مكثف في إنشاء وتشغيل مصعد الفضاء وأنظمة الكابلات الطويلة الأخرى. جوانب كثيرة من هذا المشروع ليست مفهومة جيدا. ترتبط دراسة ديناميات أنظمة الكابلات فائقة الامتداد بإنشاء نماذج وطرق جديدة لدراستهم. لم تعد نماذج التقدير البسيطة المستخدمة في المراحل الأولى من العمل قابلة للتطبيق هنا ، لأن هذه الأنظمة لديها بالفعل نطاق "كوني" حقيقي ، والذي يتزامن مع المسافة من الأرض إلى القمر. بالإضافة إلى مصعد الفضاء ، يسمح لنا ظهور المواد الفائقة القوة أيضًا بالنظر في تصميمات أخرى لأنظمة الكابلات فائقة الطول . على وجه الخصوص ، هذه مشاريع لبناء مصاعد فضائية في تلك الأجزاء من الفضاء حيث لا يوجد جو: مصعد قمري ، مصعد مداري (أي مصعد لا تكون نهايته السفلية على سطح الأرض ، ولكن في الغلاف الجوي العلوي).