اپ ورکینگـ اخبار تکنولوژی اخبار تکنولوژی
ثبت بازخورد
- دیجیاتو
- علمی
- نجوم و فضا
علمی آسانسورهای فضایی: از دنیای علمی-تخیلی تا واقعیت
پس از دهه‌ها کار روی آسانسورهای فضایی و مشکلات همچنان پابرجا، دانشمندان به تحقق آنها نزدیکتر می‌شوند.
نوشته شده توسط رضا زارع‌پور | ۱۰ آذر ۱۴۰۱ | ۲۱:۰۰
در دیجیاتو ثبت‌نام کنید
جهت بهره‌مندی و دسترسی به امکانات ویژه و بخش‌های مختلف در دیجیاتو عضو ویژه دیجیاتو شوید.
عضویت در دیجیاتو
تازه‌های تکنولوژی
- چگونه استیکرهای تلگرام را به واتس اپ منتقل کنیم؟ [تماشا کنید] ۲ ساعت قبل
- روزیاتو: ۱۲ واقعیت ناخوشایند و باورنکردنی که آرزو می کنید کاش از آن ها مطلع نمی شدید ۲ ساعت قبل
- روزیاتو: ۱۰ سریالی که ایده هایی منحصربفرد و بی نقص را هدر دادند؛ از Terra Nova تا Revolution ۲ ساعت قبل
- تلگرام اطلاعات کاربران خود را در دادگاهی فاش کرد ۴ ساعت قبل
- قیمت ترمینال اینترنت ماهواره‌ای استارلینک در اوکراین تقریباً دو برابر شد ۵ ساعت قبل
ویدئوی مرتبط
آسانسورهای فضایی اغلب به عنوان یک رویای علمی-تخیلی نادیده گرفته می‌شوند، اما «استفنن کوهن» (Stephen Cohen) عقیده دارد که آنها به‌زودی__شاید در دو یا سه دهه__ساخته خواهند شد. کوهن در طول دوران حرفه‌ای خود به عنوان استاد فیزیک و مهندس هوافضا، همواره به ایده یک کابل کشیده‌شده از زمین تا فضا بازمی‌گشت که مردم و محموله‌ها می‌توانند با استفاده از آن به آسانی به فضا رفت‌وآمد کنند.
در سال‌های اخیر، او و دیگر پژوهشگران راه‌هایی جدید برای ساختن طرح‌ها و پاسخ به پرسش‌های دربارهٔ چگونگی کار آسانسورهای فضایی یافته‌اند.
دلایل زیادی برای ساخت یک آسانسور فضایی وجود دارد. دلیل واضح صرفه‌جویی عظیم در انرژی و هزینه است؛ این روش برای رسیدن به مدار زمین نسبت به راکت‌ها بسیار کارآمدتر است.
دلیل دیگری که اغلب نادیده گرفته می‌شود، دسترسی است. عبارت «مأموریت فضایی» با «انتقال» جایگزین خواهد شد، زیرا سفرها متداول‌تر می‌شوند و وابستگی کمتری به شرایط آب‌وهوایی خواهند داشت. انتقال‌های سرنشین‌دار امن‌تر از رویه‌های فعلی خواهند بود که در آنها فضانوردان ریسک غیرقابل انکار از دست دادن زندگی خود را در هر پرواز می‌پذیرند.
یک آسانسور فضایی پلی خواهد بود به تمام منظومهٔ خورشیدی. یک بار را در قسمت پایینی رها کنید تا وارد مدار زمین شود، اما اگر همین کار را در قسمت بالایی انجام دهید، به مدار خورشید می‌رسید؛ همهٔ این‌ها بدون هیچ سوختی.
کوهن را می‌توان یک مبلغ آسانسورهای فضایی به شمار آورد، اما حقیقت این است که او از مطالعهٔ مکانیک آنها لذت می‌برد. به گفتهٔ او، در دنیایی با مشکلات عظیم، رویای چنین پروژه‌هایی به او اجازه می‌دهد که سناریویی را تصور کند که در آن همهٔ ما به نگهبانان مسئولیت‌پذیر این سیاره تبدیل شده‌ایم.
داستان او از سال ۲۰۰۴ آغاز شد، زمانی که به عنوان یک دانشجوی فوق‌لیسانس در دفتر استادش آرون میرسا (Arun Mirsa) دربارهٔ پایان‌نامه‌اش صحبت می‌کرد. میرسا متخصص فضایی ارشد در دانشکدهٔ مهندسی مکانیک دانشگاه مک‌گیل بود. کوهن مکالمهٔ خود را اینطور به‌یاد می‌آورد:
کوهن: به نظر شما من چه نوع پژوهشی باید انجام دهم؟
میرسا: آیا چیزی دربارهٔ آسانسور فضایی شنیده‌ای؟
کوهن: نه. آسانسور فضایی چیست؟
میرسا: یک کابل ۱۰۰٬۰۰۰ کیلومتری را تصور کن که از خط استوای زمین به بالا کشیده و در انتها به یک ماهواره وصل شده است. این سیستم همراه با زمین می‌چرخد. بالارونده‌ها می‌توانند با محموله‌های انتقالی به کابل بسته شوند و سپس آنها را در فضا رها کنند. من فکر می‌کردم که تو می‌توانی روی دینامیک این سیستم مطالعه کنی.
کوهن: این به نظر … سخت است.
میرسا: کار تو سخت نخواهد بود. ساختن یک آسانسور فضایی اینجا روی زمین … این سخت خواهد بود.
چند سال بعد، کوهن تز فوق‌لیسانس خود را با عنوان دینامیک یک آسانسور فضایی منتشر کرد. او در آن زمان به عنوان یک مهندس در حال کار روی طراحی ماهواره‌ها بود. در یک تعطیلات آخر هفته، یکی از دوستان کوهن او را به عنوان «مرد آسانسور فضایی» به کالین معرفی کرد. آنها (درحالی که همسر کوهن از این مکالمهٔ همیشگی او شاکی شده بود) مشغول مکامله‌ای دربارهٔ آسانسورهای فضایی شدند:
کوهن: اگر روی استوا بایستی و به یک ماهواره در یک مدار زمین‌همگام خیره شوی (تقریبا در ارتفاع ۳۶٬۰۰۰ کیلومتری)، ماهواره در فضا ثابت به نظر می‌رسد و به‌طور متصل روزی یک بار دور زمین می‌چرخد زیرا سرعتش دقیقا با سرعت چرخش زمین یکی است. حالا، آن سیاره یک کابل را به زمین می‌اندازد، در حالی که همزمان از سوخت استفاده می‌کند تا بالاتر برود. کابل به زمین محکم می‌شود و ماهواره نیز به ارتفاع درست می‌رسد، و این سیستم همچنان به‌همراه زمین می‌گردد. کابل تبدیل به ریلی می‌شود که بالارونده‌های مکانیکی مانند ترن‌های روی یک ریل عمودی محموله‌ها را به فضا می‌رسانند.
کالین: اما چه چیزی کابل را کشیده نگه می‌دارد؟
کوهن ترکیبی از آثار گرانشی و گریز از مرکز، که با یکدیگر در تقابل هستند، و در طول کابل متغیرند. در پایین مدار زمین‌همگام، گرانش پیروز است و بالاتر از آن، اثر گریز از مرکز. نتیجه یک کشش در سرتاسر کابل با مقدار بشینه دقیقا در مدار زمین‌همگام است.
کالین: الان شب جمعه‌ست، کلمه‌های ساده‌تری استفاده کن.
کوهن: برای ساخت آن به ماده‌ای نیاز داریم که مقاومت ویژهٔ آن ۵۰ برابر فولاد است. اما در حال حاضر، من و افراد دیگری در دنیا تظاهر می‌کنیم که این مساله حل خواهد شد و همزمان با انتظار برای حل آن، به دنبال جنبه‌های دیگر آسانسورهای فضایی هستیم.
کالین: فوق‌العاده‌ست.
کوهن و همسرش بار دیگر در سال ۲۰۱۴ به کالین برخوردند. سوال کالین این بود: «آسانسور فضایی در چه حال است؟»__همسر کالین: «لطفاً نه!»
کالین: چیزی که درک نمی‌کنم این است که چرا وقتی یک بالاروندهٔ حامل بار به پایین کابل متصل می‌شود آن را پایین نمی‌کشد؟
کوهن: اگر یک بالارونده پایین‌تر از مدار زمین‌همگام قرار داشته باشد، مخصوصاً نزدیک به زمین، نوک کابل مقدار اندکی به پایین حرکت می‌کند و نیمرخ کشش در تمام کابل تغییر می‌کند. مشکل اصلی این است که بخشی از کابل که بین بالارونده و زمین قرار دارد دچار افت کشش می‌شود (درست مثل زمانی که یک کش را عمودی کشیده نگه می‌دارید و سپس جرمی را به وسط آن متصل می‌کنید). اگر کشش به صفر برسد، کابل دیگر سفت نمی‌ماند و سازه پایداری ذاتی خود را از دست می‌دهد. محاسبات نشان می‌دهد که یک بالارونده (و هرچیزی که حمل می‌کند) می‌تواند به طور بیشینه ۱ درصد جرم کل کابل را داشته باشد. این همچنان جرم زیادی خواهد بود، زیرا انتظار می‌رود کابل صدها تن وزن داشته باشد.
کالین: مادهٔ کابل در چه حال است؟
کوهن: گفتم، این مربوط به من نیست.
کالین: برو سراغش مرد!
حالا سال ۲۰۲۲ است. کوهن اخیرا در یک سمینار در کالج وانی (Vanier College) در کبک کانادا دربارهٔ دو دهه تجربهٔ خود دربارهٔ کار روی آسانسورهای فضایی صحبت کرده بود. سخنرانی او در این سمینار با بخش پرسش و پاسخ به پایان رسید.
دانشجوی ۱: مادهٔ ساخت آسانسور چه زمانی آماده می‌شود؟
کوهن: با این که تولید مواد احتمالی مناسب در سال‌های اخیر پیشرفت کرده است، ما هنوز حداقل ۱۰ سال با رسیدن به مادهٔ مورد نظر فاصله داریم (ماده‌ای که مشخصات کافی دارد و می‌تواند با سرعت و هزینهٔ معقول تولید شود). این برای تکنولوژی‌های جدید غیرمعمول نیست که در انتظار علو مواد بهتر بمانند، اما خوشبختانه پژوهش‌ها در حوزهٔ مواد به دلایلی به غیر از آسانسورهای فضایی در حال پیشروی هستند.
دانشجوی ۲: این ایده بسیار جالب است، اما چرا باید آن را بسازیم؟
وقتی دربارهٔ راکت‌ها فکر کنید، آنها وسیله‌ای مضحک برای انتقال هستند. برای یک مأموریت فضایی خاص، بالغ بر ۹۰ درصد کل جرم روی سکوی پرتاب سوخت است! این مانند نشستن در یک ماشین بدون موتور است، فقط با یک مخزن سوخت تحت فشار ۱۰۰٬۰۰۰ لیتری. ما باید این روش ناکارآمد فرار از زمین را با یک جادهٔ سبزتر به فضا جایگزین کنیم.
ناسا برنامه دارد انسان‌ها را تا سال ۲۰۴۰ به مریخ بفرستد. من عقیده دارم که انسان‌ها قطعا پیش از داشتن یک آسانسور فضایی فعال روی مریخ قدم خواهند گذاشت (با صدها میلیارد دلار هزینه)، اما برای این که رسیدن به مریخ یک تلاش پایدار باشد، ما باید هرچه سریع‌تر زیرساختی مانند یک آسانسور فضایی داشته باشیم.
دانشجوی ۳: پس فکر می‌کنید چه زمانی یک آسانسور فضایی ساخته می‌شود؟
کوهن: در اوایل دههٔ ۱۹۹۰، از نویسنده و مهندس مشهور آرتور سی. کلارک، که رمان چشمه‌های بهشت (The Fountains of Paradise) او تاریخچهٔ ساخت یک آسانسور فضایی را روایت می‌کند، همین سوال را پرسیدند. پاسخ معروف او چنین بود: «احتمالا ۵۰ سال بعد از این که دیگر کسی نخندید.» یک پاسخ مدرن‌تر این‌گونه خواهد بود: «وقتی که ایلان ماسک بخواهد آن را به نام خود ثبت کند، می‌دانیم به آن روز نزدیک شده‌ایم.»
امروز کوهن همچنان احساس همان روزی را دارد که با اضطراب در دفتر آرون میرسا نشسته بود (آنها همچنان با هم همکاری می‌کنند). این راه ظریف به فضا الهام‌بخش تخیلات اوست و او را مملو از امید می‌سازد.
Scientific American فضانوردی
مقالات و اخبار مرتبط
- امروز در فضا: اولین زن آفریقایی- آمریکایی که به فضا رفت
- کدام سازه‌های ساخت بشر روی زمین از فضا قابل مشاهده هستند؟
- یوری گاگارین؛ پیشتاز فضا
- فضانوردان پس از زندگی در فضا مقدار قابل توجهی از تراکم استخوان خود را از دست می‌دهند
- آیا کشورهای توسعه یافته چشم به ثروت فضا دوخته‌اند؟
دیدگاه‌ها و نظرات خود را بنویسید
مطالب پیشنهادی
پیشنهادهای دیجیاتو
- شرایط فروش مدیران خودرو؛ فروش اقساطی سه مدل MVM X22 ،MVM X33 و MVM X55
- بررسی سامسونگ گلکسی زد فلیپ ۴؛ گوشی تاشو برای همه
- دیجی‌تک؛ ناتینگ فون می‌تواند موفق شود؟
- نسخه جدید وبسایت دیجیاتو رونمایی شد
ورود به حساب کاربری
ساخت حساب کاربری
فراموشی رمز عبور
