अंतरिक्ष लिफ्ट: आधुनिक विचार और उनके विकास की स्थिति। क्या चंद्रमा तक लिफ्ट बनाना संभव है? कोणीय संवेग, वेग और झुकाव

कई तारकीय परियोजनाओं के कार्यान्वयन में गंभीर बाधाओं में से एक यह है कि, उनके विशाल आकार और वजन के कारण, जहाजों को पृथ्वी पर नहीं बनाया जा सकता है। कुछ वैज्ञानिक उन्हें बाहरी अंतरिक्ष में इकट्ठा करने का प्रस्ताव करते हैं, जहां, भारहीनता के कारण, अंतरिक्ष यात्री अविश्वसनीय रूप से भारी वस्तुओं को आसानी से उठा और स्थानांतरित कर सकते हैं। लेकिन आज आलोचक अंतरिक्ष संयोजन की निषेधात्मक लागत की ओर सही ही इशारा करते हैं। उदाहरण के लिए, अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन की पूरी असेंबली के लिए लगभग 50 शटल लॉन्च की आवश्यकता होगी, और इन उड़ानों सहित इसकी लागत 100 बिलियन डॉलर के करीब पहुंच रही है। यह इतिहास की सबसे महंगी वैज्ञानिक परियोजना है, लेकिन एक इंटरस्टेलर स्पेस सेलबोट का निर्माण या बाहरी अंतरिक्ष में रैमजेट जहाज के एक फ़नल की लागत कई गुना अधिक होगी।

लेकिन, जैसा कि विज्ञान कथा लेखक रॉबर्ट हेनलेन कहना पसंद करते हैं, यदि आप पृथ्वी से 160 किमी ऊपर उठ सकते हैं, तो आप पहले से ही सौर मंडल के किसी भी बिंदु से आधे रास्ते पर हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि किसी भी प्रक्षेपण के साथ, पहले 160 किमी, जब रॉकेट गुरुत्वाकर्षण के बंधन से बचने का प्रयास करता है, तो लागत का बड़ा हिस्सा "खा जाता है"। इसके बाद, कोई कह सकता है कि जहाज पहले से ही प्लूटो या उससे आगे तक पहुंचने में सक्षम है।

भविष्य में उड़ानों की लागत को नाटकीय रूप से कम करने का एक तरीका अंतरिक्ष लिफ्ट का निर्माण करना है। रस्सी का उपयोग करके आकाश पर चढ़ने का विचार नया नहीं है - उदाहरण के लिए, परी कथा "जैक एंड द बीनस्टॉक" को लें; एक परी कथा एक परी कथा है, लेकिन यदि आप रस्सी के सिरे को अंतरिक्ष में ले जाएं, तो यह विचार सच हो सकता है। इस मामले में, पृथ्वी के घूर्णन का केन्द्रापसारक बल गुरुत्वाकर्षण बल को बेअसर करने के लिए पर्याप्त होगा, और रस्सी कभी भी जमीन पर नहीं गिरेगी। वह जादुई तरीके से लंबवत उठेगी और बादलों में गायब हो जाएगी।

(एक गेंद की कल्पना करें जिसे आप एक तार पर घुमाते हैं। गेंद गुरुत्वाकर्षण से प्रभावित नहीं होती है; तथ्य यह है कि केन्द्रापसारक बल इसे घूर्णन के केंद्र से दूर धकेल रहा है। उसी तरह, एक बहुत लंबी रस्सी लटक सकती है पृथ्वी के घूमने के कारण हवा में।) रस्सी को पकड़ने की कोई जरूरत नहीं है; पृथ्वी का घूमना ही काफी होगा। सैद्धांतिक रूप से, एक व्यक्ति ऐसी रस्सी पर चढ़ सकता है और सीधे अंतरिक्ष में जा सकता है। कभी-कभी हम भौतिकी के छात्रों से ऐसी रस्सी में तनाव की गणना करने के लिए कहते हैं। यह दिखाना आसान है कि एक स्टील केबल भी इस तरह के तनाव का सामना नहीं कर सकती है; इस संबंध में लंबे समय तक यह माना जाता था कि अंतरिक्ष लिफ्ट का एहसास नहीं किया जा सकता है।

अंतरिक्ष लिफ्ट की समस्या में गंभीरता से दिलचस्पी लेने वाले पहले वैज्ञानिक रूसी वैज्ञानिक-दूरदर्शी कॉन्स्टेंटिन त्सोल्कोव्स्की थे। 1895 ई. में. एफिल टॉवर से प्रेरित होकर, उन्होंने एक ऐसे टॉवर की कल्पना की जो सीधे बाहरी अंतरिक्ष में उठेगा और पृथ्वी को अंतरिक्ष में तैरते एक "तारा महल" से जोड़ देगा। इसे पृथ्वी से शुरू करके नीचे से ऊपर की ओर बनाया जाना था, जहां से इंजीनियर धीरे-धीरे स्वर्ग तक एक अंतरिक्ष लिफ्ट का निर्माण करेंगे।

1957 में ᴦ. रूसी वैज्ञानिक यूरी आर्टसुटानोव ने एक नया समाधान प्रस्तावित किया: अंतरिक्ष से शुरू करके, ऊपर से नीचे तक, उल्टे क्रम में एक अंतरिक्ष लिफ्ट का निर्माण करना। लेखक ने पृथ्वी से 36,000 किमी की दूरी पर भूस्थैतिक कक्षा में एक उपग्रह की कल्पना की - पृथ्वी से यह गतिहीन दिखाई देगा; इस उपग्रह से एक केबल को पृथ्वी पर उतारने और फिर इसे सबसे निचले बिंदु पर सुरक्षित करने का प्रस्ताव था। समस्या यह है कि अंतरिक्ष लिफ्ट के लिए केबल को लगभग 60-100 GPa का तनाव झेलना होगा। स्टील लगभग 2 GPa तनाव पर टूटता है, जो विचार के उद्देश्य को विफल कर देता है।

बाद में व्यापक दर्शकों को अंतरिक्ष लिफ्ट के विचार से परिचित कराया गया; 1979 ई. में. आर्थर सी. क्लार्क का उपन्यास द फाउंटेन्स ऑफ पैराडाइज प्रकाशित हुआ, और 1982 में। - रॉबर्ट हेनलेन का उपन्यास "फ्राइडे"। लेकिन चूँकि इस दिशा में प्रगति रुक ​​गई है, इसलिए इसे भुला दिया गया है।

जब रसायनज्ञों ने कार्बन नैनोट्यूब का आविष्कार किया तो स्थिति नाटकीय रूप से बदल गई। 1991 में प्रकाशन के बाद उनमें रुचि तेजी से बढ़ी। निप्पॉन इलेक्ट्रिक के सुमियो इजिमा द्वारा। (यह कहा जाना चाहिए कि कार्बन नैनोट्यूब का अस्तित्व 1950 के दशक से ज्ञात है, लेकिन लंबे समय तक इस पर ध्यान नहीं दिया गया।) नैनोट्यूब बहुत मजबूत होते हैं, लेकिन साथ ही स्टील केबल की तुलना में बहुत हल्के होते हैं। कड़ाई से कहें तो, उनकी ताकत अंतरिक्ष लिफ्ट के लिए आवश्यक स्तर से भी अधिक है। वैज्ञानिकों के अनुसार, कार्बन नैनोट्यूब फाइबर को 120 GPa के दबाव का सामना करना चाहिए, जो कि सभी महत्वपूर्ण न्यूनतम से काफी अधिक है। इस खोज के बाद, अंतरिक्ष लिफ्ट बनाने का प्रयास नए जोश के साथ फिर से शुरू हुआ।

बी 1999 ई. नासा का एक प्रमुख अध्ययन प्रकाशित हुआ; इसने लगभग एक मीटर चौड़े और लगभग 47,000 किमी लंबे रिबन के रूप में एक अंतरिक्ष लिफ्ट की कल्पना की, जो पृथ्वी के चारों ओर कक्षा में लगभग 15 टन वजन वाले पेलोड को पहुंचाने में सक्षम है। इस तरह की परियोजना के कार्यान्वयन से तुरंत और पूरी तरह से अर्थशास्त्र बदल जाएगा अंतरिक्ष यात्रा। कार्गो को कक्षा में पहुंचाने की लागत तुरंत 10,000 गुना कम हो जाएगी; ऐसे बदलाव को क्रांतिकारी के अलावा और कुछ नहीं कहा जा सकता.

आज, एक पाउंड कार्गो को कम-पृथ्वी की कक्षा में पहुंचाने की लागत कम से कम $10,000 है। इस प्रकार, प्रत्येक शटल उड़ान की लागत लगभग $700 मिलियन है। एक अंतरिक्ष लिफ्ट डिलीवरी लागत को $1 प्रति पाउंड तक कम कर देगी। अंतरिक्ष कार्यक्रम की लागत में इतनी बड़ी कटौती अंतरिक्ष यात्रा के बारे में हमारे सोचने के तरीके को पूरी तरह से बदल सकती है। बस एक बटन दबाकर, आप एक एलिवेटर लॉन्च कर सकते हैं और उतने ही पैसे में बाहरी अंतरिक्ष में चढ़ सकते हैं, मान लीजिए, एक हवाई जहाज का टिकट।

लेकिन इससे पहले कि हम एक अंतरिक्ष लिफ्ट बनाएं जो हमें आसानी से आसमान तक ले जा सके, हमें बहुत गंभीर बाधाओं को पार करना होगा। आज, प्रयोगशाला में उत्पादित सबसे लंबे कार्बन नैनोट्यूब फाइबर की लंबाई 15 मिमी से अधिक नहीं है। एक अंतरिक्ष लिफ्ट के लिए हजारों किलोमीटर लंबे नैनोट्यूब केबल की आवश्यकता होगी। बेशक, वैज्ञानिक दृष्टिकोण से यह एक पूरी तरह से तकनीकी समस्या है, लेकिन इसे हल करना बेहद महत्वपूर्ण है, और यह जिद्दी और कठिन हो सकता है। फिर भी, कई वैज्ञानिक आश्वस्त हैं कि कार्बन नैनोट्यूब से लंबी केबल बनाने की तकनीक में महारत हासिल करने में हमें कई दशक लगेंगे।

दूसरी समस्या अनिवार्य रूप से यह है कि, कार्बन नैनोट्यूब की संरचना में सूक्ष्म गड़बड़ी के कारण, लंबी केबल प्राप्त करना आम तौर पर समस्याग्रस्त हो सकता है। ट्यूरिन पॉलिटेक्निक इंस्टीट्यूट के निकोला पुगनो का अनुमान है कि यदि कार्बन नैनोट्यूब में एक भी परमाणु अपनी जगह से हट जाए, तो ट्यूब की ताकत तुरंत 30% तक कम हो सकती है। कुल मिलाकर, परमाणु स्तर पर दोष एक नैनोट्यूब केबल की 70% ताकत को ख़त्म कर सकते हैं; इस मामले में, अनुमेय भार न्यूनतम गीगापास्कल से कम होगा, जिसके बिना अंतरिक्ष लिफ्ट बनाना असंभव है।

अंतरिक्ष लिफ्ट के विकास में निजी उद्यमियों की रुचि बढ़ाने के प्रयास में, नासा ने दो अलग-अलग प्रतियोगिताओं की घोषणा की। (10 मिलियन डॉलर के पुरस्कार के साथ अंसारी एक्स-पुरस्कार प्रतियोगिता को एक उदाहरण के रूप में लिया गया था। प्रतियोगिता ने यात्रियों को बाहरी अंतरिक्ष के बिल्कुल किनारे तक ले जाने में सक्षम वाणिज्यिक रॉकेट के निर्माण में उद्यमशील निवेशकों की रुचि को सफलतापूर्वक बढ़ाया; घोषित पुरस्कार था 2004 में स्पेसशिपवन जहाज द्वारा प्राप्त किया गया।\"7डी नासा प्रतियोगिताओं को बीम पावर चैलेंज और टीथर चैलेंज कहा जाता है।

इनमें से पहला जीतने के लिए, शोधकर्ताओं की एक टीम को एक यांत्रिक उपकरण बनाना होगा जो कम से कम 25 किलोग्राम वजन (अपने स्वयं के वजन सहित) को एक केबल (जैसे, एक क्रेन बूम से निलंबित) को 1 की गति से उठाने में सक्षम हो। 50 मीटर की ऊंचाई पर मी/सेकंड। कार्य सरल लग सकता है, लेकिन समस्या यह है कि इस उपकरण को ईंधन, बैटरी या विद्युत केबल का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं है। इसके बजाय, रोबोटिक लिफ्ट को सौर पैनलों, सौर परावर्तकों, लेजर या माइक्रोवेव विकिरण द्वारा संचालित किया जाना चाहिए, यानी उन ऊर्जा स्रोतों से जो अंतरिक्ष में उपयोग करने के लिए सुविधाजनक हैं।

टीथर चैलेंज जीतने के लिए, एक टीम को टीथर के दो-मीटर के टुकड़े जमा करने होंगे जिनका वजन दो ग्राम से अधिक न हो; इसके अलावा, ऐसी केबल को पिछले वर्ष के सर्वोत्तम उदाहरण की तुलना में 50% अधिक भार का सामना करना होगा। इस प्रतियोगिता का लक्ष्य अंतरिक्ष में 100,000 किमी तक खींचे जाने लायक मजबूत अल्ट्रा-लाइटवेट सामग्री विकसित करने के लिए अनुसंधान को प्रोत्साहित करना है। विजेताओं को $150,000, $40,000 और $10,000 के पुरस्कार प्राप्त होंगे। (कार्य की कठिनाई पर जोर देने के लिए, 2005 में - प्रतियोगिता के पहले वर्ष - किसी को भी पुरस्कार से सम्मानित नहीं किया गया था।)

बेशक, एक कार्यशील स्थान एलिवेटर अंतरिक्ष कार्यक्रम को नाटकीय रूप से बदल सकता है, लेकिन इसकी कमियां भी हैं। इस प्रकार, निचली-पृथ्वी कक्षा में उपग्रहों का प्रक्षेपवक्र लगातार पृथ्वी के सापेक्ष बदल रहा है (क्योंकि पृथ्वी उनके नीचे घूमती है)। इसका मतलब यह है कि समय के साथ, कोई भी उपग्रह 8 किमी/सेकेंड की गति से अंतरिक्ष लिफ्ट से टकरा सकता है; यह केबल को तोड़ने के लिए पर्याप्त से अधिक होगा। भविष्य में इसी तरह की तबाही को रोकने के लिए, या तो प्रत्येक उपग्रह पर छोटे रॉकेट उपलब्ध कराना आवश्यक होगा जो इसे लिफ्ट को बायपास करने की अनुमति देगा, या टेदर को छोटे रॉकेटों से लैस करना होगा ताकि यह उपग्रहों के पथ से बाहर जा सके। .

उसी समय, सूक्ष्म उल्कापिंडों के साथ टकराव एक समस्या बन सकता है - आखिरकार, अंतरिक्ष लिफ्ट पृथ्वी के वायुमंडल से बहुत आगे निकल जाएगी, जो ज्यादातर मामलों में हमें उल्कापिंडों से बचाती है। चूँकि ऐसी टक्करों की भविष्यवाणी नहीं की जा सकती, इसलिए अंतरिक्ष लिफ्ट को अतिरिक्त सुरक्षा और शायद असफल-सुरक्षित बैकअप सिस्टम से भी सुसज्जित करना होगा। तूफान, ज्वारीय लहरें और तूफान जैसी वायुमंडलीय घटनाएं भी एक समस्या पैदा कर सकती हैं।

21वीं सदी में, लिफ्ट अब केवल एक निश्चित ऊंचाई तक भार उठाने वाली व्यवस्था नहीं रह गई है। बढ़ती गति और भार क्षमता के साथ, लिफ्ट अधिक वाहन बन रहे हैं।

उदाहरण के तौर पर, हम जापान की ऑटोमोबाइल दिग्गज कंपनी मित्सुबिशी की पेशकश कर सकते हैं। इसके इंजीनियरों ने 60 किमी/घंटा की गति से ऊपर उठने में सक्षम एक एलिवेटर विकसित किया। लेकिन जैसा कि आप अब देखेंगे, यह सीमा नहीं है।

बेशक, ऐसे लिफ्ट दुनिया की सबसे ऊंची इमारतों - गगनचुंबी इमारतों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। और इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि इमारत किस देश में स्थित है, मुख्य बात यह है कि लिफ्ट काम करती है। आप लोगों को 50 मंजिल की ऊंचाई तक कैसे बढ़ा सकते हैं? और 100 पर? यदि चढ़ाई की दर समान रहती है, तो समय अविश्वसनीय रूप से धीरे-धीरे बहेगा। इसलिए, लिफ्ट की क्षमता हर दिन बढ़ रही है।

इस मामले में सबसे अच्छे जापानी हैं। ओबायाशी कॉर्पोरेशन ने कुछ विचार-विमर्श के बाद घोषणा की कि उसके लिए गगनचुंबी इमारतें सीमा से बहुत दूर हैं। कंपनी के इंजीनियर अंतरिक्ष में एक एलिवेटर बना रहे हैं। निर्माण समय: लगभग 40 वर्ष। सबसे अधिक संभावना है, 2050 तक भव्य निर्माण पूरा हो जाएगा।

कई दर्जन लोगों को उठाने के लिए लिफ्ट केबिन को यथासंभव विशाल बनाने की योजना बनाई गई है। लोग तब तक उठेंगे जब तक वे खुद को अंतरिक्ष में नहीं पाते। तकनीकी रूप से यह संभव है. आख़िरकार, जापान के इंजीनियरों ने कार्बन नैनोट्यूब से बनी एक विशेष केबल विकसित की है। यह सामग्री दुनिया के सबसे मजबूत स्टील से लगभग दो दर्जन गुना अधिक मजबूत और टिकाऊ है, आप इसके बारे में वृत्तचित्र ऑनलाइन देख सकते हैं। इसके अलावा, लिफ्ट 200 किमी/घंटा की रफ्तार से ऊपर उठेगी, यानी सिर्फ एक हफ्ते में 36 हजार किलोमीटर की ऊंचाई तक पहुंच जाएगी।

यह कहना मुश्किल है कि ऐसी परियोजना के लिए धन कौन आवंटित करेगा। आख़िरकार, अंतरिक्ष लिफ्ट का विकास कई वर्षों से चल रहा है, जिसकी शुरुआत 20वीं सदी की शुरुआत में इसके बारे में सिद्धांतों से हुई थी।

आमतौर पर, ऐसी महत्वाकांक्षी परियोजनाएं नासा के कर्मचारियों द्वारा संभाली जाती हैं, लेकिन अब, संयुक्त राज्य अमेरिका की तरह, उन्हें भी आर्थिक क्षेत्र में बड़ी समस्याएं हैं।

क्या जापानी इस तरह के मेगा-प्रोजेक्ट को पूरा करने में सक्षम होंगे? क्या यह स्वयं के लिए भुगतान करने और वास्तविक लाभ लाने में सक्षम होगा? हम इन सवालों का जवाब नहीं दे पाएंगे. हालाँकि, यह तथ्य कि जापानी दशकों पहले से सोचते हैं, एक बार फिर हमें याद दिलाता है कि योजना बनाना रूसी मानसिकता की सबसे मजबूत विशेषता नहीं है।

जब तक जापान में विज्ञान को इस तरह से लोकप्रिय बनाया जाता है, तब तक उनके तकनीकी क्षेत्र के बारे में चिंता करने की कोई ज़रूरत नहीं है, जो विपणन और अर्थशास्त्र से निकटता से जुड़ा हुआ है, जो बदले में विज्ञान को बढ़ावा देता है।

जापानी 2050 तक अंतरिक्ष में एक एलिवेटर का निर्माण करेंगे

यह उपकरण लोगों और कार्गो को अंतरिक्ष स्टेशन तक पहुंचाने में सक्षम होगा, जो भविष्य में भी दिखाई देगा।

जापानी कंपनी ओबायाशी ने 2050 तक अंतरिक्ष में एक एलिवेटर बनाने की अपनी योजना की घोषणा की। जापानियों का वादा है कि वह 60,000 मील की ऊंचाई तक जाने और लोगों और कार्गो को एक अंतरिक्ष स्टेशन तक पहुंचाने में सक्षम होगा, जो दूर के भविष्य में भी दिखाई देगा। एबीसी न्यूज की रिपोर्ट।

बिल्डर्स यह भी गारंटी देते हैं कि नया एलिवेटर स्पेस शटल की तुलना में अधिक सुरक्षित और सस्ता होगा। वर्तमान में, शटल द्वारा एक किलोग्राम माल भेजने की लागत लगभग 22,000 डॉलर है। और ओबायाशी विज्ञान-फाई डिवाइस उसी पैसे के लिए 200 किलोग्राम तक परिवहन करने में सक्षम होगी।

निर्माण कंपनी के प्रबंधन का मानना ​​है कि कार्बन नैनोमटेरियल्स के आगमन से इस परिवहन प्रणाली का उद्भव संभव हो जाएगा। ओबायाशी के कार्यकारी योजी इशिकावा के अनुसार, एलिवेटर केबल भविष्य के नैनोट्यूब होंगे जो स्टील से बने केबलों की तुलना में सौ गुना अधिक मजबूत होंगे। अभी हम लंबी केबल बनाने में सक्षम नहीं हैं. हम अभी भी 3-सेंटीमीटर नैनोट्यूब बना सकते हैं, लेकिन 2030 तक हम सफल होंगे, उन्होंने कहा, लिफ्ट केवल एक सप्ताह में 30 लोगों को अंतरिक्ष स्टेशन तक पहुंचाने में सक्षम होगी।

ओबायाशी का मानना ​​है कि इसका एलिवेटर अंतरिक्ष यात्रा में क्रांति ला देगा। कंपनी इस प्रोजेक्ट पर काम करने के लिए जापान के सभी विश्वविद्यालयों के छात्रों को शामिल करती है। वह विदेशी वैज्ञानिकों के साथ सहयोग करने की भी उम्मीद रखती हैं।

जापानी एलिवेटर दुनिया में सर्वश्रेष्ठ में से एक माने जाते हैं। एक जापानी कंपनी भी वर्तमान में पृथ्वी पर सबसे तेज़ एलिवेटर विकसित कर रही है। हिताची इसे चीनी गगनचुंबी इमारतों में से एक को प्रदान करेगी। यह एलिवेटर 72 किलोमीटर प्रति घंटे की गति तक पहुंचने और 440 मीटर की ऊंचाई यानी 95वीं मंजिल तक जाने में सक्षम होगा।

लगभग पचास साल पहले, लोगों का मानना ​​था कि हमारे समय तक अंतरिक्ष उड़ानें उतनी ही सुलभ होंगी जितनी उनके समय में सार्वजनिक परिवहन पर यात्रा करना। दुर्भाग्य से, ये उम्मीदें पूरी नहीं हुईं। लेकिन शायद 2050 में पहले से ही लिफ्ट द्वारा अंतरिक्ष में जाना संभव होगा - इस वाहन की अवधारणा जापानी कंपनी ओबायाशी कॉर्पोरेशन द्वारा प्रस्तुत की गई थी।

लिफ्ट अलग हैं! वहाँ एक नियमित एलिवेटर है, बाथरूम में एक एलिवेटर है, एक मछलीघर के अंदर एक एलिवेटर है, और ओबायाशी कॉर्पोरेशन कुछ दशकों में अंतरिक्ष में एक एलिवेटर लॉन्च करने का वादा करता है! दरअसल, नासा अंतरिक्ष एजेंसी की देखरेख में दुनिया भर के कई वैज्ञानिक और इंजीनियरिंग समूह ऐसी प्रौद्योगिकियों के निर्माण में लगे हुए हैं। हालाँकि, जापानियों के अनुसार, यह प्रक्रिया बहुत धीरे-धीरे होती है, इसलिए ओबायाशी कॉर्पोरेशन ने स्वतंत्र रूप से एक अंतरिक्ष लिफ्ट विकसित करने का निर्णय लिया।

नासा प्रतियोगिताओं की मुख्य उपलब्धि यह है कि उन्होंने अंतरिक्ष लिफ्ट बनाने की संभावना को साबित कर दिया है। ओबायाशी कॉर्पोरेशन ने 2050 तक इस असामान्य वाहन को लॉन्च करने का वादा किया है!

यह एलिवेटर पृथ्वी से 36 हजार किलोमीटर की ऊंचाई पर स्थित अंतरिक्ष स्टेशन तक ले जाएगा। लेकिन केबल की लंबाई 96 हजार किलोमीटर होगी. कक्षीय प्रतिभार बनाने के लिए यह आवश्यक है। भविष्य में इसका उपयोग एलिवेटर मार्ग का विस्तार करने के लिए किया जा सकता है।

समाचार वैज्ञानिक अंतरिक्ष में डायमंड एलिवेटर बनाने के लिए तैयार हैंआप अपने फ़ोन, iPad, iPhone और Android तथा अन्य डिवाइस पर पढ़ सकते हैं।

पेंसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिकों ने अल्ट्रा-थिन डायमंड नैनोथ्रेड्स बनाने का एक तरीका खोजा है जो चंद्रमा पर एक अंतरिक्ष लिफ्ट उठाने के लिए आदर्श होगा। विशेषज्ञों ने पहले सुझाव दिया है कि अंतरिक्ष में लिफ्ट के लिए केबल बनाने के लिए हीरे के नैनोथ्रेड एक आदर्श सामग्री हो सकते हैं।

रसायन विज्ञान के प्रोफेसर जॉन बेडिंग के नेतृत्व में टीम ने अलग-अलग बेंजीन अणुओं को तरल वातावरण में वैकल्पिक दबाव चक्रों के अधीन किया। विशेषज्ञ परिणाम से चकित रह गए, जब कार्बन परमाणु एक व्यवस्थित और साफ-सुथरी निर्मित श्रृंखला में एकत्रित हो गए। वैज्ञानिकों ने मानव बाल से 20 हजार गुना छोटे नैनोथ्रेड बनाए हैं। हालाँकि, यह हीरे की जंजीरें हैं जो पृथ्वी पर सबसे मजबूत सामग्री हो सकती हैं।

अभी हाल ही में, ऑस्ट्रेलिया में क्वींसलैंड यूनिवर्सिटी ऑफ़ टेक्नोलॉजी की एक टीम ने बड़े पैमाने पर आणविक गतिशीलता अध्ययनों का उपयोग करके हीरे के नैनोथ्रेड्स के लेआउट का अनुकरण किया। भौतिक विज्ञानी इस निष्कर्ष पर पहुंचे हैं कि यदि आणविक संरचना सही ढंग से चुनी जाती है, तो ऐसी सामग्री भविष्य में पहले की तुलना में कहीं अधिक लचीली होगी।

वैज्ञानिकों ने माना कि हीरे के धागे को लंबा करने से अंततः परिणामी सामग्री बहुत भंगुर हो सकती है, लेकिन शोध ने इसके विपरीत साबित किया है। इसलिए, कार्बन नैनोफिलामेंट्स का अंतरिक्ष में उपयोग किए जाने की काफी संभावना है, जिसमें चंद्रमा पर लिफ्ट के लिए केबल भी शामिल है, जिसकी अवधारणा पहली बार 1895 में प्रस्तावित की गई थी।

स्रोत: spaceon.ru, www.bfm.ru, dlux.ru, news.ifresh.ws, mirkosmosa.ru

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अंतरिक्ष लिफ्ट का विचार कई वर्षों से मानव जाति के मन को उत्साहित कर रहा है, उस समय से जब रूसी वैज्ञानिक कॉन्स्टेंटिन त्सोल्कोव्स्की ने पहली बार 1895 में अवधारणा और संकल्पना तैयार की थी। हाल ही में निर्मित एफिल टॉवर से प्रेरित होकर, उन्होंने जमीनी स्तर से भूस्थैतिक कक्षा तक फैली एक स्वतंत्र संरचना का वर्णन किया। भूमध्य रेखा से 36 हजार किलोमीटर ऊपर उठकर और पृथ्वी के घूमने की दिशा का अनुसरण करते हुए, ठीक एक दिन की परिक्रमा अवधि के साथ अंतिम बिंदु पर, यह संरचना एक निश्चित स्थिति में रहेगी।

20वीं सदी के मध्य से अंत तक अधिक विस्तृत प्रस्ताव सामने आए, जैसे-जैसे अंतरिक्ष की दौड़ शुरू हुई और पृथ्वी की परिक्रमा करने के लिए मानवयुक्त मिशन तेजी से आम होते गए। यह आशा की गई थी कि एक अंतरिक्ष लिफ्ट नाटकीय रूप से पृथ्वी की कक्षा तक पहुंचने की लागत को कम कर सकती है, जिससे पृथ्वी के निकट अंतरिक्ष, चंद्रमा, मंगल और उससे भी आगे तक पहुंच में क्रांतिकारी बदलाव आएगा। हालाँकि, प्रारंभिक निवेश और आवश्यक प्रौद्योगिकी के स्तर ने यह स्पष्ट कर दिया कि ऐसी परियोजना अव्यावहारिक थी और इसे विज्ञान कथा के दायरे में धकेल दिया गया।

21वीं सदी के पहले दशकों में, इस अवधारणा को अधिक गंभीरता से लिया जाने लगा, क्योंकि प्रौद्योगिकियों के लिए। एक से कई दसियों नैनोमीटर के व्यास वाली इन विस्तारित बेलनाकार संरचनाओं को असीमित लंबाई के धागों में "बुना" जा सकता है। इसके अलावा, इस सामग्री में पर्याप्त उच्च शक्ति है और साथ ही अंतरिक्ष लिफ्ट केबल बनाने के लिए आवश्यक कम घनत्व भी है।

सीमा अलग है: अब तक, कार्बन नैनोट्यूब छोटी मात्रा में उत्पादित होते हैं। "आकाश तक" एक भी केबल पर्याप्त नहीं है। 2004 में, एकल-दीवार वाले नैनोट्यूब की रिकॉर्ड लंबाई केवल 0.4 सेंटीमीटर थी; 2006 में, वैज्ञानिक नैनोप्रोडक्ट को 7 मिलीमीटर तक लंबा करने में कामयाब रहे। 2008 में, वैज्ञानिक नैनोट्यूब से एक "कालीन" बुनने में कामयाब रहे, जिसकी लंबाई 185 सेंटीमीटर और चौड़ाई - 92 सेमी तक पहुंच गई। हालांकि, तब से इस उद्योग में कोई नई सफलता नहीं मिली है। यह तकनीक बहुत आशाजनक है, लेकिन उत्पादन प्रक्रिया को बेहतर बनाने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है।

इस बीच, दुनिया भर के वैज्ञानिक अंतरिक्ष लिफ्ट के विचार को विकसित करना जारी रख रहे हैं। तो, जापानियों ने 2012 की शुरुआत में, 2012 के अंत में घोषणा की। 2013 में, मीडिया ने "अंतरिक्ष लिफ्ट" की रूसी जड़ों को याद किया। तो ऐसे प्रतीत होने वाले पागल विचार कब वास्तविकता बनेंगे?

यदि हम भविष्य विज्ञान के सिद्धांतों पर भरोसा करते हैं, डेटा एक्सट्रपलेशन विधियों का उपयोग करते हैं, मान लेते हैं कि वैज्ञानिक गतिविधियों के लिए वित्त पोषण की वैश्विक गतिशीलता समान स्तर पर रहेगी, राजनीतिक, आर्थिक और सामाजिक घटकों को ध्यान में रखें, तो हम वैज्ञानिक खोजों की काफी सटीक भविष्यवाणी कर सकते हैं, एक प्रोटोटाइप बनाने, बड़े पैमाने पर उत्पादन में प्रौद्योगिकियों को पेश करने, उनके आधार पर उत्पादों के समाज द्वारा उत्पादन और उपयोग की शुरुआत का अनुमानित समय। उदाहरण के लिए, मूर का नियम 40 वर्षों से अधिक समय से इलेक्ट्रॉनिक्स में काम कर रहा है।

भविष्यविज्ञानी तथ्यों, वैज्ञानिक कार्यों और रुझानों के आधार पर पुष्टि करते हैं कि कार्बन नैनोट्यूब के संश्लेषण के लिए नई प्रक्रियाओं को विकसित करने में कई दशकों के शोध की आवश्यकता होगी। ऐसी खोज लगभग 2040 के दशक में होगी और मैकेनिकल इंजीनियरिंग और निर्माण के क्षेत्र में क्रांति ला देगी। लघु नैनोट्यूबों को लंबे धागों में "बुनाई" करने की क्षमता के साथ, मानवता को उच्च शक्ति (स्टील से सैकड़ों गुना मजबूत और केवलर से दसियों गुना मजबूत) वाली सामग्री प्राप्त होगी। कई अन्य अनुप्रयोगों के अलावा, अंतरिक्ष लिफ्ट के निर्माण की तकनीक उपलब्ध हो जाएगी। आइए कल्पना करें कि 130 गीगापास्कल की आवश्यक शक्ति हासिल कर ली गई है, तो फिर क्या? डिज़ाइन संबंधी समस्याएँ बनी हुई हैं। उदाहरण के लिए, आपको यह तय करने की ज़रूरत है कि चंद्रमा और सूर्य के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव के साथ-साथ सौर हवा के झोंकों से उत्पन्न होने वाले दबाव के कारण केबल में होने वाले खतरनाक कंपन को कैसे बेअसर किया जाए?

प्रमुख कानूनी और वित्तीय कठिनाइयों को भी दूर किया जाना चाहिए। उड़ान सुरक्षा, विमानन सुरक्षा और दुर्घटना या आतंकवादी घटना की स्थिति में मुआवजे पर नए अंतरराष्ट्रीय समझौतों की आवश्यकता है। कुछ गलत होने पर आपदा की संभावना को देखते हुए बीमा तंत्र का संचालन विशेष चिंता का विषय है। अंतरिम में, कम ऊंचाई पर बुनियादी अवधारणाओं को प्रदर्शित करने के लिए छोटी प्रायोगिक संरचनाएं बनाई जाएंगी। यह अंततः इससे कहीं अधिक बड़ी संरचनाओं के लिए मार्ग प्रशस्त करेगा

2070 के दशक के अंत में, 15 वर्षों के सक्रिय निर्माण के बाद, पृथ्वी की सतह से भूस्थैतिक कक्षा तक विस्तार करने वाला अंतरिक्ष लिफ्ट पूरी तरह से चालू हो जाएगा। निर्माण प्रक्रिया में अंतरिक्ष यान को भूमध्य रेखा से 35,786 किलोमीटर की ऊंचाई पर एक निश्चित स्थिति में रखना, फिर एक केबल को नीचे गिराना शामिल होगा जो धीरे-धीरे पृथ्वी की ओर फैलती जाएगी। इसे इस बिंदु से ऊपर की ओर भी रखा जाएगा - 47 हजार किलोमीटर से अधिक की ऊंचाई तक, जहां वस्तुएं पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण बल के अधीन नहीं होंगी। केबल को तना हुआ रखने के लिए केबल के बाहरी छोर पर एक बड़ा काउंटरवेट स्थित होगा। स्पेस एलिवेटर ग्राउंड स्टेशन का "संदर्भ बिंदु" और स्थान संभवतः फ्रेंच गुयाना, मध्य अफ्रीका, श्रीलंका या इंडोनेशिया होगा।

21वीं सदी के अंत में परिवहन और बुनियादी ढांचे के अधिकांश रूपों की तरह, अंतरिक्ष लिफ्ट को सिस्टम और कार्यक्रमों द्वारा नियंत्रित किया जाएगा। वे संरचना के सभी हिस्सों की लगातार निगरानी करेंगे और इसकी संरचना, सेवाक्षमता और प्रदर्शन को बनाए रखेंगे। यदि आवश्यक हो, तो जमीनी स्तर से लेकर अंतरिक्ष के ठंडे वैक्यूम तक केबल नेटवर्क या अन्य एलिवेटर घटकों में समस्याओं को ठीक करने के लिए रोबोट भेजे जा सकते हैं।

अंतरिक्ष एलिवेटर पारंपरिक लॉन्च वाहनों की तुलना में काफी कम लागत पर लोगों और कार्गो को कक्षा में पहुंचाकर अंतरिक्ष उद्योग में क्रांति ला देगा। एक दिन में लिफ्ट का उपयोग करके 1,000 टन से अधिक सामग्री को वायुहीन अंतरिक्ष में ले जाया जा सकता है, जो अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन के वजन से अधिक है, जिसे बनाने में सदी के अंत में एक दशक से अधिक समय लगा था।

बेशक, रॉकेट की तुलना में इस तरह की वृद्धि में काफी समय लगता है, लेकिन यह अधिक आसानी से होता है, बिना अधिक भार के और विस्फोटकों के उपयोग के। वायुमंडल से बाहर निकलने और 160 से 2000 किलोमीटर के बीच, पृथ्वी की निचली कक्षा में पहुंचने पर, माल या यात्रियों को ले जाने वाले जहाज पृथ्वी के चारों ओर अपनी कक्षा में प्रवेश कर सकते हैं। इसके अलावा, वे पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण से बचने के लिए जियोसिंक्रोनस कक्षा छोड़ सकते हैं (आपको बस गति जोड़ने की आवश्यकता है) और आगे की यात्रा जारी रख सकते हैं, अधिक दूर के स्थानों तक, उदाहरण के लिए, चंद्रमा या मंगल तक।

आने वाले दशकों में, अतिरिक्त अंतरिक्ष लिफ्ट पृथ्वी से परे संचालित होंगी: चंद्रमा, मंगल और शायद सौर मंडल के अन्य हिस्सों में भी। प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, तकनीकी जोखिमों के साथ-साथ नैनोट्यूब की लागत भी कम हो जाएगी। इसके अलावा, कम गुरुत्वाकर्षण के कारण लिफ्ट का निर्माण अधिक सुविधाजनक होगा: चंद्रमा पर 0.16 ग्राम और मंगल पर 0.38 ग्राम।

इस तथ्य के बावजूद कि 2070 का दशक कई लोगों के लिए बहुत दूर और अप्राप्य लगता है, विज्ञान में मौजूदा समस्याओं को देखते हुए, यह आप और मुझ पर निर्भर है कि भविष्य कैसा होगा और यह कितनी जल्दी आएगा।

लेख तैयार करने के लिए हम मिखाइल अस्ताखोव और भविष्य संबंधी परियोजना "द फ्यूचर नाउ" को धन्यवाद देते हैं।

आज बाह्य अंतरिक्ष में जाने के लिए रॉकेट पर खतरनाक यात्रा करना जरूरी है। अंतरिक्ष में स्वीकार किए जाने के लिए, आपको अच्छे स्वास्थ्य, मजबूत नसों और ढेर सारे पैसे की आवश्यकता है।

नासा और लिफ्टपोर्ट इंक के शोधकर्ता। एक प्रणाली का उपयोग करके कक्षा में बड़ी वस्तुओं के प्रक्षेपण को सरल बनाने का प्रस्ताव जिसे वे "स्पेस एलेवेटर" कहते हैं।

आख़िर ये क्या है?

यहां बताया गया है कि डॉ. ब्रैडली एडवर्ड्स एनआईएसी रिपोर्ट में अंतरिक्ष लिफ्ट अवधारणा को कैसे समझाते हैं:

“एक अंतरिक्ष लिफ्ट एक रिबन है, जिसका एक सिरा पृथ्वी की सतह से जुड़ा होता है, और दूसरा अंतरिक्ष में एक जियोसिंक्रोनाइज़्ड कक्षा में (100,000 किमी की ऊंचाई पर) होता है। टेप के निचले सिरे के गुरुत्वाकर्षण आकर्षण की भरपाई ऊपरी सिरे के अभिकेन्द्रीय त्वरण के कारण लगने वाले बल से होती है। इस प्रकार, टेप लगातार तना हुआ स्थिति में है। टेप की लंबाई बदलकर अलग-अलग कक्षाएँ हासिल की जा सकती हैं। पेलोड युक्त अंतरिक्ष कैप्सूल बेल्ट के साथ चलेगा। कैप्सूल के शुरुआती लॉन्च के लिए बल की आवश्यकता होगी, लेकिन जैसे ही यह अंतिम स्टेशन के पास पहुंचेगा, पूरे सिस्टम के सेंट्रिपेटल त्वरण के कारण इसकी गति बढ़ जाएगी। अंतिम स्टेशन पर, यदि आवश्यक हो, कैप्सूल लिफ्ट से अलग हो जाता है और खुली जगह में चला जाता है। कैप्सूल की गति 11 किमी/सेकेंड होगी। यह गति मंगल और अन्य ग्रहों की यात्रा शुरू करने के लिए पर्याप्त होगी। इस प्रकार, कैप्सूल को लॉन्च करने की लागत केवल कक्षा में इसकी यात्रा की शुरुआत में होगी। अवतरण उल्टे क्रम में किया जाएगा - अवतरण के अंत में कैप्सूल पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र द्वारा त्वरित हो जाएगा। अन्य ग्रहों, उपग्रहों और क्षुद्रग्रहों (मंगल, शुक्र, चंद्रमा) पर लॉन्च किए गए अंतरिक्ष यान के लिए "प्रक्षेपण मंच" के रूप में अंतरिक्ष लिफ्ट का उपयोग करना संभव है। इससे रासायनिक रॉकेट के पारंपरिक प्रक्षेपण से जुड़ी लागत को कम करने में मदद मिलेगी। यह है 100 टन तक की उठाने की क्षमता वाला एक एलिवेटर बनाना भी संभव है, जो कक्षा में बड़ी कॉलोनियों और कक्षीय स्टेशनों के निर्माण की अनुमति देगा।"

चावल। 1. लिफ्टपोर्ट इंक से अंतरिक्ष लिफ्ट।

स्वाभाविक रूप से, इस परियोजना से परिचित होने के बाद, कई संदिग्ध प्रश्न उठते हैं। लिफ्टपोर्ट इंक. सबसे सामान्य प्रश्नों और उनके उत्तरों की एक सूची प्रदान करता है।

आप कोणीय संवेग को स्थिर कैसे रखेंगे?

अधिकांश भाग के लिए, हम इसे करने के लिए पृथ्वी पर निर्भर हैं। लेकिन हमने सिस्टम की जड़ता को बढ़ाने और इस प्रकार इसे संतुलन में रखने के लिए लिफ्ट के दोनों सिरों पर भारी "एंकर" प्रदान किए हैं।

यदि टेप टूट जाए तो क्या होगा?

आरंभ करने के लिए, डिज़ाइन किया गया टेप आवश्यकतानुसार दोगुना कठोर होगा। अंतरिक्ष लिफ्ट के लिए चुने गए स्थान में मौसम की स्थिति तूफान और बिजली गिरने की संभावना को बाहर कर देगी। सबसे अधिक संभावना है, एलिवेटर स्टेशन समुद्र में स्थित होगा। लेकिन फिर भी, अगर टेप टूट जाए तो क्या होगा? अधिकांश टेप बाहरी अंतरिक्ष में उड़ जाएंगे, और उनमें से कुछ वायुमंडल में उड़ान की उच्च गति से जल जाएंगे। टेप का निचला हिस्सा समुद्र में गिर जाएगा. क्या वायुमंडल में टेप और उसके अधजले अवशेष समुद्र को प्रदूषित करेंगे? इसकी संभावना नहीं है, क्योंकि एक किलोमीटर टेप का वजन 7.5 किलोग्राम है। ऊंचाई से गिरने पर टेप की गति खुले हुए अखबार से अधिक नहीं होगी। एक बाहरी पर्यवेक्षक को पूरे आकाश में (जले हुए टेप से) केवल एक चमकदार पट्टी दिखाई देगी और बस इतना ही। बेशक, टेप के टुकड़े लंबे समय तक हवा में लटके रहेंगे। सबसे बड़ा ख़तरा परिवहन किए गए सामान से होता है जिसका लिफ्ट से संपर्क टूट गया है। कक्षाओं तक पहुंचने वाला भार कक्षाओं में ही रहेगा। जो भार अभी चलना शुरू हुआ है वह नीचे गिर जाएगा। 11 किमी/सेकेंड की गति तक पहुंचने वाला कुछ माल बाहरी अंतरिक्ष में उड़ जाएगा।

क्या लिफ्ट प्रतिकूल मौसम की स्थिति से प्रभावित होगी?

क्या ऊंचाई पर हवा एक समस्या होगी? गणितीय मॉडलिंग से पता चला कि लिफ्ट डिजाइन में प्रस्तावित बेल्ट 72 मीटर/सेकेंड की गति से टूट जाएगी, यानी। 5 बल वाली हवा या तूफ़ान के साथ। लिफ्ट का प्रस्तावित स्थान (समुद्र में एक मंच पर) तेज हवाओं या तूफान वाले क्षेत्र में नहीं होगा।

चावल। 2. बेस स्टेशनों का प्रकार (जमीन और स्थान)

क्या विभवांतर के कारण टेप विद्युत धारा उत्पन्न करेगा? क्या 100,000 किमी लंबा रिबन बिजली का खतरा पैदा करेगा?

इस समस्या के कई पहलू हैं. विद्युत धारा अंतरिक्ष लिफ्ट बेल्ट के साथ केवल निम्न कारणों से प्रवाहित हो सकती है: 1) पृथ्वी के वायुमंडल के विद्युत गुण; 2) एक लिफ्ट के माध्यम से अंतरिक्ष प्लाज्मा को पंप करना; 3) लिफ्ट द्वारा पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को लगातार पार करना।

1) पृथ्वी के वायुमंडल में विभिन्न आवेशों के क्षेत्र हैं जो निरंतर गति में रहते हैं। वे संभावित अंतर दे सकते हैं, लेकिन केवल कम दूरी पर। जब तूफान आता है और आवेशों की गति लंबी दूरी को प्रभावित करती है, तो संभावना है कि बिजली लिफ्ट बेल्ट को नुकसान पहुंचाएगी, लेकिन जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, डिजाइनर बेस स्टेशन के स्थान को इस तरह से चुनने का प्रयास करेंगे कि इसे बाहर रखा जा सके। आंधी तूफान की संभावना. बेस स्टेशन जहाज पर स्थित होगा, इसलिए लिफ्ट में "गतिशीलता" होगी और यदि आवश्यक हो, तो तूफान से बचने के लिए आगे बढ़ सकती है।

2) कॉस्मिक प्लाज्मा से जुड़े चार्ज को शीर्ष एलिवेटर स्टेशन पर एकत्र किया जा सकता है। लेकिन उनके द्वारा उत्पन्न धारा इतनी कम होती है कि इसकी तुलना पट्टी के विपरीत सिरों पर एक नियमित बैटरी को जोड़ने से प्राप्त धारा से नहीं की जा सकती। आरोपों की कम संख्या हमें इस खतरे को नजरअंदाज करने की अनुमति देती है।

3) जब कोई चालक चुंबकीय क्षेत्र को पार करता है तो उसमें विद्युत धारा उत्पन्न होती है। हमारे मामले में, टेप पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के संबंध में गतिहीन है, और टेप में उत्पन्न विद्युत प्रवाह बहुत छोटा होगा, इसलिए इस खतरे को भी नजरअंदाज किया जा सकता है। आधुनिक टेलीविजन टावरों में, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र द्वारा उत्पन्न विद्युत धारा व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित है।

क्या विभिन्न वस्तुएँ टेप को स्पर्श करेंगी?

क्या अंतरिक्ष मलबा और उपग्रह एक समस्या बनेंगे? लो अर्थ ऑर्बिट (LEO) में स्थित अंतरिक्ष वस्तुएं एक गंभीर समस्या पैदा करेंगी। यह सुनिश्चित करने के लिए कि लिफ्ट विभिन्न वस्तुओं से न टकराए, एक सक्रिय बाधा निवारण प्रणाली प्रदान की जाएगी। औसतन, आपको हर 14 घंटे में एक बार विभिन्न वस्तुओं से बचना होगा। विक्षेपण प्रणाली बनाने के लिए, एक ऑब्जेक्ट ट्रेसिंग सिस्टम विकसित करना आवश्यक है जो 1 सेंटीमीटर की सटीकता के साथ काम करता है। ऐसी प्रणाली का विकास लिफ्टपोर्ट की अनुसंधान योजना का हिस्सा है।

अंतरिक्ष लिफ्ट के निर्माण के लिए कई अवधारणाएँ हैं। कुछ लोग टेप के मुक्त सिरे को क्षुद्रग्रह से जोड़ने का प्रस्ताव रखते हैं। इससे क्षुद्रग्रह से प्रतिभार और खनिजों के निष्कर्षण की समस्या हल हो जाती है। कुछ परियोजनाएं 10 से 30 मीटर व्यास की मोटाई वाली केबल खींचने का प्रस्ताव करती हैं। जैसा कि लिफ्टपोर्ट के विशेषज्ञों का कहना है, इसे लागू करना बिल्कुल असंभव है।

चावल। 3. अंतरिक्ष लिफ्ट परियोजनाओं में से एक

नैनोटेक्नोलॉजी का इससे क्या लेना-देना है?

सच है, यदि नैनोटेक्नोलॉजी के तेजी से विकास और नैनोट्यूब की खोज नहीं होती, तो अंतरिक्ष लिफ्ट की अवधारणा विज्ञान कथा से आगे नहीं बढ़ पाती। कहना होगा कि स्पेस एलिवेटर का विचार सौ साल से भी ज्यादा पुराना है। कॉन्स्टेंटिन त्सोल्कोव्स्की ने पहली बार 1895 में इस तरह की लिफ्ट के बारे में बात की थी। आधुनिक कॉस्मोनॉटिक्स के संस्थापक ने हजारों किलोमीटर ऊंचे एक टॉवर के निर्माण का प्रस्ताव रखा, जिसे कम-पृथ्वी की कक्षा में कुछ आकाश पर मजबूत किया जाना था। उस समय सबसे मजबूत सामग्री स्टील थी, लेकिन "टॉवर" बनाने के लिए यह बहुत भारी थी।

1991 में आविष्कार किए गए एकल-दीवार वाले कार्बन नैनोट्यूब, लिफ्ट बेल्ट के मूल के रूप में काम करने के लिए पर्याप्त मजबूत हैं। ये स्टील से 100 गुना ज्यादा मजबूत होते हैं। सैद्धांतिक रूप से, वे लिफ्ट बनाने के लिए आवश्यक क्षमता से 3-5 गुना अधिक मजबूत हैं।

चावल। 4. उच्च शक्ति वाले स्टील की तुलना में नैनोट्यूब की ताकत का आरेख

सच है, अब तक उत्पादित सबसे लंबे नैनोट्यूब केवल कुछ सेंटीमीटर लंबे हैं। और यह एक किलोमीटर भी नहीं है, 100,000 किलोमीटर तो दूर की बात है।

लेकिन पूरे 100,000 किलोमीटर लंबे रिबन को ठोस नैनोट्यूब से बनाने की बिल्कुल भी आवश्यकता नहीं है। 2 सेंटीमीटर तक लंबे नैनोट्यूब वाले अलग-अलग अंशों की तन्यता ताकत लंबे वाले के समान होगी। सच है, लिफ्टपोर्ट शोधकर्ता ताकत खोए बिना अंशों को लंबी पट्टियों में जोड़ने के तरीके खोजने की कोशिश कर रहे हैं। उनके अनुसार, टेप नैनोट्यूब के समावेश के साथ एक बहुलक संरचना होगी। स्पेस एलिवेटर बेल्ट के लिए, डायमंडॉइड एक सार्वभौमिक सामग्री होगी। इसकी विशेषता अधिक ताकत होगी, लेकिन, फिर से, हीरे जैसी सामग्रियों को प्राप्त करने और बड़े पैमाने पर उत्पादन करने के लिए कोई प्रभावी तरीके नहीं हैं।

कंपनी काफी आशावादी है, क्योंकि नैनोट्यूब के उत्पादन में नई प्रौद्योगिकियां हाल ही में ज्ञात हुई हैं। इस प्रकार, कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने नैनोट्यूब से बने लंबे रेशों से सूत बनाने की एक विधि विकसित की है। कैम्ब्रिज में एलन विंडले और उनके सहयोगियों ने सूत बनाने के लिए ताज़ा तैयार नैनोट्यूब का उपयोग किया।

प्रारंभिक सामग्री - नैनोट्यूब - को इथेनॉल के साथ इलाज किया जाता है, जो बाद में कार्बन के स्रोत के रूप में कार्य करता है, फिर एक उत्प्रेरक (फेरोसीन) और एक अन्य अभिकर्मक - थियोफीन - जोड़ा जाता है। मिश्रण को एक गर्म भट्ठी में लोड किया जाता है, जहां लगातार हाइड्रोजन की आपूर्ति की जाती है। उत्पाद उलझे हुए रेशों के रूप में प्राप्त होता है, जो दिखने में कॉटन कैंडी के समान होता है। फिर इन रेशों को घूमने वाली छड़ों पर लपेटा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप मुड़े हुए रेशे बनते हैं।

वैज्ञानिक मानते हैं कि नई तकनीक का केवल एक प्रोटोटाइप ही बनाया गया है। और परिणामी फाइबर की ताकत अभी तक प्रभावशाली नहीं है - यह पारंपरिक फाइबर की ताकत से बहुत अलग नहीं है। हालाँकि, ताकत बढ़ाने के विभिन्न तरीके पहले से ही दिखाई दे रहे हैं, उदाहरण के लिए कार्बन ट्यूबों को एक ही दिशा में उन्मुख करना। यदि ताकत को 10 गुना बढ़ाया जा सकता है, तो यह मान कार्बन फाइबर की ताकत के करीब पहुंच जाएगा, और सस्ते घटकों के उपयोग के कारण फाइबर का उत्पादन स्वयं सस्ता हो सकता है। यह अभी तक स्पष्ट नहीं है कि क्या इस विधि का उपयोग ऐसी रस्सी बनाने के लिए किया जा सकता है जिसकी तन्यता ताकत नैनोट्यूब की ताकत के बराबर होगी। लेकिन अगर ऐसा किया जा सका तो लिफ्टपोर्ट कंपनी के पास एलिवेटर के निर्माण समय को कम करने का मौका होगा।

चावल। 5. एलिवेटर कैप्सूल का मॉडल प्रोटोटाइप

2000 में, डॉ. ब्रैड एडवर्ड्स ने एक रिपोर्ट जारी की जिसमें कहा गया कि अंतरिक्ष लिफ्ट के निर्माण पर प्रारंभिक अध्ययन पूरा हो चुका था। इसके बाद, मिशेल लेन ने सिएटल में हाईलिफ्ट सिस्टम्स कंपनी की स्थापना की, जिसे नासा ने एक अंतरिक्ष लिफ्ट के विकास और निर्माण के लिए धन मुहैया कराया। लिफ्टपोर्ट इंक के अनुसार, स्पेस एलिवेटर का निर्माण, परीक्षण और लॉन्च 15 वर्षों में किया जाएगा। पहले छह वर्षों में, कंपनी निवेश आकर्षित करेगी, छठे से दसवें वर्ष तक, लिफ्ट डिजाइन विकसित करेगी, और अंत में, शेष वर्षों में, वास्तविक निर्माण होगा।

यहां आप रियल प्लेयर प्रारूप में एक वीडियो पा सकते हैं जो स्पेस एलिवेटर अवधारणाओं में से एक को प्रस्तुत करता है (5 एमबी): http://wid.ap.org/…/elevator.rm

क्योंकि जिन लोगों ने इस एलेवेटर के बारे में लिखा है (मेरा मतलब है लिफ्टपोर्ट इंक, मूल प्रकाशन, अनुवाद या संकलन के लेखक - मुझे नहीं पता कि यहां किसका "योगदान" अधिक है) ने कागज पर इसकी प्रभावशीलता का अनुमान लगाने की कोशिश नहीं की एलिवेटर, ज्ञात सूत्रों को लागू करने का प्रयास करें, कुछ सरल इंटीग्रल लें (या ग्राफ़ बनाएं)। सामान्य तौर पर, कम से कम अपने लिए (नैनो-डमी नहीं) पाठ को संख्याओं में अनुवाद करें, क्योंकि गणना की तुलना में बयानों में गलतियाँ करना आसान है... मेरा मानना ​​है कि कहीं न कहीं लिफ्ट का एक सामान्य मॉडल हो सकता है, लेकिन निश्चित रूप से इस आलेख में जो प्रस्तावित है वह नहीं। इस पोस्ट के कुछ कथन बुनियादी जांच में खरे नहीं उतरे। यदि मेरे पास समय हो तो मैं लेख के संदिग्ध पहलुओं को सूत्रों और ग्राफ़ में लिख सकता हूँ। बात बस इतनी है कि अब मैं एक व्यावसायिक यात्रा पर हूं, रूसी कीबोर्ड के बिना टेक्स्ट टाइप करना मुश्किल है (मेरे पास पहले से ही इसका आधा हिस्सा है)। लेकिन पाठ पर्याप्त होगा, क्योंकि... "डमीज़" का प्रारूप बना रहेगा, लेकिन पाठ पूरा हो गया है, ताकि आप इसे जांच सकें, हो सकता है कि मैं कहीं गलत हूं। मैं इस नोट से "एलिवेटर" के विश्लेषण के साथ लिखित पाठ को वर्ड फ़ाइल के रूप में कहीं पोस्ट करूंगा।

वे इसे बनाएंगे, लेकिन कब?.. क्या हम इस घटना को देखने के लिए जीवित रहेंगे? और वैसे, एक काउंटरवेट के साथ एक पाइप से बने लिफ्ट का मॉडल मुझमें आत्मविश्वास पैदा नहीं करता है। मुझे यह कल्पना करने से भी डर लगता है कि जब ट्यूब का ऊपरी हिस्सा किसी अन्य वस्तु (क्षुद्रग्रह) से टकराएगा तो क्या होगा। ऊंचे टावरों या डेरिक (3-4 टुकड़े) के लिए फास्टनिंग्स के समान, अतिरिक्त फास्टनिंग्स की आवश्यकता होती है।

कैप्सूल के शुरुआती लॉन्च के लिए बल की आवश्यकता होगी, लेकिन जैसे ही यह अंतिम स्टेशन के पास पहुंचेगा, पूरे सिस्टम के सेंट्रिपेटल त्वरण के कारण इसकी गति बढ़ जाएगी।

किसी प्रकार का लोकलुभावन मुहावरा. सिद्धांततः सत्य है, लेकिन केन्द्रापसारक बल केवल भूस्थैतिक कक्षा के ऊपर गुरुत्वाकर्षण से अधिक होता है। और इस ऊंचाई पर लॉन्च करने के लिए अनंत दूर के बिंदु पर लॉन्च करने के लिए आवश्यक 80% से अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होगी। और लेखक यह भी नहीं बताते कि वे कोरिओलिस बल का उपयोग कहां कर रहे हैं। लेकिन यह पहले से ही स्पष्ट है कि वे क्षुद्रग्रहों से खनिज निकालेंगे, जो कि लिफ्ट के लिए एक बहुत ही "भारी" तथ्य है।

(जीएसओ) केन्द्रापसारक बल के कारण। यह पेलोड लेकर एक केबल के साथ ऊपर उठता है। ऊपर उठने पर, पृथ्वी के घूमने के कारण भार तेज हो जाएगा, जिससे इसे पर्याप्त ऊंचाई पर पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण से परे भेजा जा सकेगा।

केबल को कम घनत्व के साथ अत्यधिक उच्च तन्यता ताकत की आवश्यकता होती है। सैद्धांतिक गणना के अनुसार, कार्बन नैनोट्यूब एक उपयुक्त सामग्री प्रतीत होती है। यदि हम केबल के निर्माण के लिए उनकी उपयुक्तता मानते हैं, तो अंतरिक्ष लिफ्ट का निर्माण एक हल करने योग्य इंजीनियरिंग समस्या है, हालांकि इसके लिए उन्नत विकास के उपयोग की आवश्यकता होती है। लिफ्ट के निर्माण का अनुमान 7-12 बिलियन अमेरिकी डॉलर है। नासा पहले से ही अमेरिकन इंस्टीट्यूट फॉर साइंटिफिक रिसर्च में संबंधित विकास को वित्त पोषित कर रहा है, जिसमें एक केबल के साथ स्वतंत्र रूप से चलने में सक्षम लिफ्ट का विकास भी शामिल है।

डिज़ाइन

कई डिज़ाइन विकल्प हैं. उनमें से लगभग सभी में एक बेस (आधार), केबल (केबल), लिफ्ट और काउंटरवेट शामिल हैं।

आधार

अंतरिक्ष लिफ्ट का आधार ग्रह की सतह पर वह स्थान है जहां केबल जुड़ा होता है और माल उठाना शुरू होता है। यह गतिशील हो सकता है, समुद्र में जाने वाले जहाज पर रखा जा सकता है।

चल आधार का लाभ तूफान और तूफ़ान से बचने के लिए युद्धाभ्यास करने की क्षमता है। स्थिर आधार के फायदे सस्ते और अधिक सुलभ ऊर्जा स्रोत और केबल की लंबाई कम करने की क्षमता हैं। टेदर के कुछ किलोमीटर का अंतर अपेक्षाकृत छोटा है, लेकिन इसके मध्य भाग की आवश्यक मोटाई और भूस्थैतिक कक्षा से परे फैले हिस्से की लंबाई को कम करने में मदद मिल सकती है।

केबल

केबल अत्यधिक उच्च तन्यता शक्ति और विशिष्ट गुरुत्व अनुपात वाली सामग्री से बनी होनी चाहिए। यदि ग्रेफाइट के बराबर घनत्व और लगभग 65-120 गीगापास्कल की ताकत वाली एक केबल उचित मूल्य पर औद्योगिक पैमाने पर उत्पादित की जा सकती है, तो एक अंतरिक्ष लिफ्ट आर्थिक रूप से उचित होगी।

तुलना के लिए, अधिकांश प्रकार के स्टील की ताकत लगभग 1 GPa है, और यहां तक ​​कि सबसे मजबूत प्रकार की ताकत 5 GPa से अधिक नहीं है, और स्टील भारी है। बहुत हल्के केवलर की ताकत 2.6-4.1 GPa की सीमा में होती है, और क्वार्ट्ज फाइबर की ताकत 20 GPa तक और उससे अधिक होती है। हीरे के रेशों की सैद्धांतिक ताकत थोड़ी हो सकती है [कितनी देर के लिए?] उच्चतर.

ऐसे रेशों को बुनने की तकनीक अभी भी अपनी प्रारंभिक अवस्था में है।

कुछ वैज्ञानिकों के अनुसार, कार्बन नैनोट्यूब भी कभी इतने मजबूत नहीं होंगे कि अंतरिक्ष लिफ्ट केबल बना सकें।

प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय सिडनी के वैज्ञानिकों के प्रयोगों ने ग्राफीन पेपर बनाना संभव बना दिया। नमूना परीक्षण उत्साहजनक हैं: सामग्री का घनत्व स्टील की तुलना में पांच से छह गुना कम है, जबकि तन्यता ताकत कार्बन स्टील की तुलना में दस गुना अधिक है। साथ ही, ग्राफीन विद्युत प्रवाह का एक अच्छा संवाहक है, जो इसे संपर्क बस के रूप में लिफ्ट में बिजली संचारित करने के लिए उपयोग करने की अनुमति देता है।

केबल को मोटा करना

स्पेस एलिवेटर को कम से कम अपना वजन सहना होगा, जो केबल की लंबाई के कारण काफी है। एक ओर मोटा होने से केबल की ताकत बढ़ जाती है, दूसरी ओर, इसका वजन बढ़ जाता है, और इसलिए आवश्यक ताकत बढ़ जाती है। इस पर भार अलग-अलग जगहों पर अलग-अलग होगा: कुछ मामलों में, टेदर के एक हिस्से को नीचे के खंडों के वजन का समर्थन करना होगा, दूसरों में इसे केन्द्रापसारक बल का सामना करना होगा जो टेदर के ऊपरी हिस्सों को कक्षा में रखता है। इस स्थिति को पूरा करने के लिए और प्रत्येक बिंदु पर केबल की इष्टतमता प्राप्त करने के लिए, इसकी मोटाई परिवर्तनशील होगी।

यह दिखाया जा सकता है कि पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण और केन्द्रापसारक बल को ध्यान में रखते हुए (लेकिन चंद्रमा और सूर्य के छोटे प्रभाव को ध्यान में नहीं रखते हुए), ऊंचाई के आधार पर केबल के क्रॉस-सेक्शन को निम्नलिखित सूत्र द्वारा वर्णित किया जाएगा:

यहां से दूरी के एक फ़ंक्शन के रूप में केबल का क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र है केंद्रधरती।

सूत्र निम्नलिखित स्थिरांक का उपयोग करता है:

यह समीकरण एक तार का वर्णन करता है जिसकी मोटाई पहले तेजी से बढ़ती है, फिर पृथ्वी की कई त्रिज्याओं की ऊंचाई पर इसकी वृद्धि धीमी हो जाती है, और फिर यह स्थिर हो जाती है, अंततः भूस्थैतिक कक्षा तक पहुंच जाती है। इसके बाद मोटाई फिर से कम होने लगती है.

इस प्रकार, आधार पर और जीएसओ पर केबल के क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्रों का अनुपात ( आर= 42,164 किमी) है:

यहां स्टील के घनत्व और ताकत और केबल के व्यास को 1 सेमी के जमीनी स्तर पर प्रतिस्थापित करने पर, हमें जीएसओ स्तर पर कई सौ किलोमीटर का व्यास मिलता है, जिसका अर्थ है कि स्टील और हमारे परिचित अन्य सामग्रियां निर्माण के लिए अनुपयुक्त हैं। लिफ्ट.

यह इस प्रकार है कि जीएसओ स्तर पर अधिक उचित केबल मोटाई प्राप्त करने के चार तरीके हैं:

दूसरा तरीका यह है कि लिफ्ट के बेस को चलने योग्य बनाया जाए। 100 मीटर/सेकंड की गति से भी चलने से पहले से ही गोलाकार गति में 20% का लाभ मिलेगा और केबल की लंबाई 20-25% कम हो जाएगी, जिससे यह 50 प्रतिशत या अधिक हल्का हो जाएगा। यदि आप किसी सुपरसोनिक विमान या ट्रेन पर केबल को "लंगर" करते हैं, तो केबल द्रव्यमान में लाभ को अब प्रतिशत में नहीं, बल्कि दर्जनों बार मापा जाएगा (लेकिन वायु प्रतिरोध के कारण होने वाले नुकसान को ध्यान में नहीं रखा जाता है)।

प्रतिभार

एक काउंटरवेट दो तरीकों से बनाया जा सकता है - किसी भारी वस्तु (उदाहरण के लिए, एक क्षुद्रग्रह, अंतरिक्ष निपटान या अंतरिक्ष गोदी) को भूस्थैतिक कक्षा से परे बांधकर, या भूस्थैतिक कक्षा से परे एक महत्वपूर्ण दूरी तक तार को फैलाकर। दूसरा विकल्प हाल ही में अधिक लोकप्रिय हो गया है क्योंकि इसे लागू करना आसान है, और इसके अलावा, लम्बी केबल के अंत से अन्य ग्रहों पर भार लॉन्च करना आसान है, क्योंकि इसमें पृथ्वी के सापेक्ष एक महत्वपूर्ण गति है।

कोणीय संवेग, वेग और झुकाव

केबल के प्रत्येक खंड की क्षैतिज गति पृथ्वी के केंद्र की दूरी के अनुपात में ऊंचाई के साथ बढ़ती है, जो भूस्थैतिक कक्षा में पहले पलायन वेग तक पहुंचती है। इसलिए, भार उठाते समय, उसे अतिरिक्त कोणीय गति (क्षैतिज गति) प्राप्त करने की आवश्यकता होती है।

पृथ्वी के घूर्णन के कारण कोणीय गति प्राप्त होती है। सबसे पहले, लिफ्ट केबल (कोरिओलिस प्रभाव) की तुलना में थोड़ी धीमी गति से चलती है, जिससे केबल "धीमी" हो जाती है और यह पश्चिम की ओर थोड़ा विक्षेपित हो जाती है। 200 किमी/घंटा की चढ़ाई गति पर, केबल 1 डिग्री झुक जाएगी। एक गैर-ऊर्ध्वाधर केबल में तनाव का क्षैतिज घटक भार को किनारे की ओर खींचता है, इसे पूर्व दिशा में तेज करता है (आरेख देखें) - इसके कारण, लिफ्ट अतिरिक्त गति प्राप्त करती है। न्यूटन के तीसरे नियम के अनुसार, केबल पृथ्वी की गति को थोड़ी मात्रा में धीमा कर देती है।

साथ ही, केन्द्रापसारक बल का प्रभाव केबल को ऊर्जावान रूप से अनुकूल ऊर्ध्वाधर स्थिति में लौटने के लिए मजबूर करता है, ताकि यह स्थिर संतुलन की स्थिति में रहे। यदि लिफ्ट का गुरुत्वाकर्षण केंद्र हमेशा भूस्थैतिक कक्षा से ऊपर है, तो लिफ्ट की गति की परवाह किए बिना, यह गिरेगी नहीं।

जब तक कार्गो GEO तक पहुंचता है, तब तक इसका कोणीय संवेग (क्षैतिज वेग) कार्गो को कक्षा में लॉन्च करने के लिए पर्याप्त होता है।

लोड कम करते समय, विपरीत प्रक्रिया घटित होगी, जिससे केबल पूर्व की ओर झुक जाएगी।

अंतरिक्ष में लॉन्च करें

144,000 किमी की ऊंचाई पर केबल के अंत में, गति का स्पर्शरेखीय घटक 10.93 किमी/सेकेंड होगा, जो पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र को छोड़ने और शनि पर जहाज लॉन्च करने के लिए पर्याप्त से अधिक है। यदि वस्तु को बंधन के शीर्ष पर स्वतंत्र रूप से फिसलने की अनुमति दी गई, तो सौर मंडल से बाहर निकलने के लिए इसकी पर्याप्त गति होगी। यह केबल (और पृथ्वी) के कुल कोणीय संवेग के प्रक्षेपित वस्तु की गति में संक्रमण के कारण होगा।

और भी अधिक गति प्राप्त करने के लिए, आप केबल को लंबा कर सकते हैं या विद्युत चुंबकत्व का उपयोग करके लोड को तेज कर सकते हैं।

निर्माण

निर्माण एक भूस्थैतिक स्टेशन से किया जाता है। यह एकमात्र स्थान है जहां कोई अंतरिक्ष यान उतर सकता है। एक सिरा गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा खिंचकर पृथ्वी की सतह पर उतरता है। दूसरा, संतुलन के लिए, विपरीत दिशा में है, केन्द्रापसारक बल द्वारा खींचा जा रहा है। इसका मतलब यह है कि निर्माण के लिए सभी सामग्रियों को कार्गो के गंतव्य की परवाह किए बिना, पारंपरिक तरीके से भूस्थिर कक्षा में ले जाया जाना चाहिए। अर्थात्, संपूर्ण अंतरिक्ष लिफ्ट को भूस्थैतिक कक्षा में उठाने की लागत परियोजना की न्यूनतम कीमत है।

अंतरिक्ष लिफ्ट के उपयोग से बचत

संभवतः, अंतरिक्ष लिफ्ट अंतरिक्ष में माल भेजने की लागत को काफी कम कर देगी। अंतरिक्ष लिफ्ट बनाना महंगा है, लेकिन उनकी परिचालन लागत कम है, इसलिए बहुत बड़ी मात्रा में कार्गो के लिए लंबे समय तक उनका उपयोग करना सबसे अच्छा है। वर्तमान में, लॉन्चिंग लोड के लिए बाजार इतना बड़ा नहीं हो सकता है कि लिफ्ट के निर्माण को उचित ठहराया जा सके, लेकिन कीमत में नाटकीय कमी से लोड की विविधता में वृद्धि होनी चाहिए। अन्य परिवहन अवसंरचना - राजमार्ग और रेलवे - उसी तरह से खुद को उचित ठहराते हैं।

इस सवाल का अभी भी कोई जवाब नहीं है कि क्या स्पेस एलिवेटर इसमें निवेश किया गया पैसा लौटाएगा या रॉकेट प्रौद्योगिकी के आगे के विकास में इसे निवेश करना बेहतर होगा या नहीं।

हमें भूस्थैतिक कक्षा में रिले उपग्रहों की संख्या की सीमा के बारे में नहीं भूलना चाहिए: वर्तमान में, अंतरराष्ट्रीय समझौते 360 उपग्रहों की अनुमति देते हैं - प्रति कोणीय डिग्री एक रिले, ताकि केयू-फ़्रीक्वेंसी बैंड में प्रसारण करते समय हस्तक्षेप से बचा जा सके। C आवृत्तियों के लिए उपग्रहों की संख्या 180 तक सीमित है।

यह परिस्थिति परियोजना की वास्तविक व्यावसायिक विफलता की व्याख्या करती है, क्योंकि गैर-सरकारी संगठनों की मुख्य वित्तीय लागत भूस्थैतिक कक्षा (टेलीविजन, संचार) या निचली कक्षाओं (वैश्विक पोजिशनिंग सिस्टम, प्राकृतिक संसाधन अवलोकन इत्यादि) पर कब्जा करने वाले रिले उपग्रहों पर केंद्रित है। .

हालाँकि, एलिवेटर एक हाइब्रिड प्रोजेक्ट हो सकता है और कक्षा में कार्गो पहुंचाने के कार्य के अलावा, परिवहन से संबंधित अन्य अनुसंधान और वाणिज्यिक कार्यक्रमों के लिए आधार बना रह सकता है।

उपलब्धियों

2005 से, वार्षिक स्पेस एलेवेटर गेम्स प्रतियोगिता संयुक्त राज्य अमेरिका में आयोजित की गई है, जिसका आयोजन स्पेसवर्ड फाउंडेशन द्वारा नासा के सहयोग से किया जाता है। इन प्रतियोगिताओं में दो श्रेणियां हैं: "सर्वश्रेष्ठ केबल" और "सर्वश्रेष्ठ रोबोट (लिफ्ट)"।

लिफ्ट प्रतियोगिता में, रोबोट को एक ऊर्ध्वाधर केबल पर नियमों द्वारा स्थापित गति से कम गति से चढ़ते हुए एक निर्धारित दूरी को पार करना होगा (2007 की प्रतियोगिता में, मानक इस प्रकार थे: केबल की लंबाई - 100 मीटर, न्यूनतम गति - 2) एमएस)। 2007 का सबसे अच्छा परिणाम 1.8 मीटर/सेकेंड की औसत गति के साथ 100 मीटर की दूरी तय करना था।

2009 में स्पेस एलेवेटर गेम्स प्रतियोगिता की कुल पुरस्कार राशि $4 मिलियन थी।

रस्सी की मजबूती प्रतियोगिता में, प्रतिभागियों को हेवी-ड्यूटी सामग्री से बनी दो मीटर की अंगूठी प्रदान करनी होगी जिसका वजन 2 ग्राम से अधिक न हो, जिसे टूटने के लिए एक विशेष इंस्टॉलेशन परीक्षण किया जाता है। प्रतियोगिता जीतने के लिए, इस सूचक में केबल की ताकत नासा के लिए पहले से उपलब्ध नमूने की तुलना में कम से कम 50% अधिक होनी चाहिए। अब तक, सबसे अच्छा परिणाम उस केबल का है जिसने 0.72 टन तक का भार झेला।

प्रतियोगिता में लिफ्टपोर्ट समूह शामिल नहीं है, जिसने 2018 में एक अंतरिक्ष लिफ्ट लॉन्च करने के अपने दावों के लिए कुख्याति प्राप्त की थी (बाद में इसे 2031 तक वापस धकेल दिया गया)। लिफ्टपोर्ट अपने स्वयं के प्रयोग करता है, उदाहरण के लिए, 2006 में, एक रोबोटिक लिफ्ट गुब्बारे की मदद से खींची गई एक मजबूत रस्सी पर चढ़ गई। डेढ़ किलोमीटर में से लिफ्ट सिर्फ 460 मीटर ही दूरी तय कर पाई. अगस्त-सितंबर 2012 में, कंपनी ने किकस्टार्टर वेबसाइट पर लिफ्ट के साथ नए प्रयोगों के लिए धन जुटाने के लिए एक परियोजना शुरू की। एकत्र की गई राशि के आधार पर रोबोट को 2 या अधिक किलोमीटर तक उठाने की योजना है।

स्पेस एलेवेटर गेम्स प्रतियोगिता में, 4 नवंबर से 6 नवंबर 2009 तक, स्पेसवार्ड फाउंडेशन और नासा द्वारा आयोजित एक प्रतियोगिता दक्षिणी कैलिफोर्निया में, प्रसिद्ध एडवर्ड्स एयर फोर्स बेस की सीमाओं के भीतर, ड्राइडन फ्लाइट रिसर्च सेंटर में हुई। केबल की परीक्षण लंबाई 900 मीटर थी, केबल को हेलीकॉप्टर का उपयोग करके उठाया गया था। नेतृत्व लेज़रमोटिव ने किया, जिसने 3.95 मीटर/सेकेंड की गति के साथ एक लिफ्ट प्रस्तुत की, जो आवश्यक गति के बहुत करीब है। लिफ्ट ने केबल की पूरी लंबाई को 3 मिनट 49 सेकंड में कवर किया; लिफ्ट ने 0.4 किलोग्राम का पेलोड ले लिया। .

समान परियोजनाएं

अंतरिक्ष लिफ्ट एकमात्र परियोजना नहीं है जो उपग्रहों को कक्षा में लॉन्च करने के लिए टेथर्स का उपयोग करती है। ऐसा ही एक प्रोजेक्ट है ऑर्बिटल स्काईहुक। स्काईहुक एक तार का उपयोग करता है जो अंतरिक्ष लिफ्ट की तुलना में बहुत लंबा नहीं है, जो कम पृथ्वी की कक्षा में है और इसके मध्य भाग के चारों ओर तेजी से घूमता है। इसके कारण, केबल का एक सिरा पृथ्वी के सापेक्ष अपेक्षाकृत कम गति से चलता है, और हाइपरसोनिक विमान से भार को इससे निलंबित किया जा सकता है। साथ ही, स्काईहुक डिज़ाइन एक विशाल फ्लाईव्हील की तरह काम करता है - टॉर्क और गतिज ऊर्जा का एक संचायक। स्काईहुक परियोजना का लाभ मौजूदा प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके इसकी व्यवहार्यता है। नकारात्मक पक्ष यह है कि स्काईहुक उपग्रहों को लॉन्च करने के लिए अपनी गति से ऊर्जा का उपयोग करता है, और इस ऊर्जा को किसी भी तरह से फिर से भरने की आवश्यकता होगी।

विभिन्न कार्यों में अंतरिक्ष लिफ्ट

• 1972 की यूएसएसआर फिल्म पेटका इन स्पेस में, मुख्य पात्र एक अंतरिक्ष लिफ्ट का आविष्कार करता है।
• आर्थर सी. क्लार्क की प्रसिद्ध कृतियों में से एक, द फाउंटेन्स ऑफ हेवन, एक अंतरिक्ष लिफ्ट के विचार पर आधारित है। इसके अलावा, अंतरिक्ष लिफ्ट उनकी प्रसिद्ध टेट्रालॉजी, ए स्पेस ओडिसी (3001: द लास्ट ओडिसी) के अंतिम भाग में दिखाई देती है।
• स्टार ट्रेक: वोयाजर एपिसोड 3x19 "राइज़" में, एक अंतरिक्ष लिफ्ट चालक दल को खतरनाक वातावरण वाले ग्रह से भागने में मदद करती है।
• सभ्यता IV में एक अंतरिक्ष लिफ्ट है। वहाँ वह बाद के "महान चमत्कारों" में से एक है।
• टिमोथी ज़ैन के विज्ञान कथा उपन्यास स्पिनरनेट (1985) में एक ऐसे ग्रह का उल्लेख है जो सुपरफाइबर का उत्पादन करने में सक्षम है। ग्रह में रुचि रखने वाली जातियों में से एक, विशेष रूप से एक अंतरिक्ष लिफ्ट के निर्माण के लिए इस फाइबर को प्राप्त करना चाहती थी।
• फ्रैंक शेट्ज़िंग के विज्ञान कथा उपन्यास लिमिट में, एक अंतरिक्ष लिफ्ट निकट भविष्य में राजनीतिक साज़िश के केंद्रीय बिंदु के रूप में कार्य करती है।
• सर्गेई लुक्यानेंको की रचना "सितारे ठंडे खिलौने हैं" में, अलौकिक सभ्यताओं में से एक ने, अंतरतारकीय व्यापार की प्रक्रिया में, पृथ्वी पर भारी शुल्क वाले धागे पहुंचाए जिनका उपयोग अंतरिक्ष लिफ्ट बनाने के लिए किया जा सकता है। लेकिन अलौकिक सभ्यताओं ने विशेष रूप से उन्हें अपने इच्छित उद्देश्य के लिए उपयोग करने पर जोर दिया - बच्चे के जन्म के दौरान मदद करने के लिए।
• जे. स्काल्ज़ी (इंग्लैंड) के विज्ञान कथा उपन्यास "डेस्टिन्ड टू विक्ट्री" में। स्काल्ज़ी, जॉन. बूढ़े आदमी का युद्ध) अंतरतारकीय जहाजों के घाटों के साथ संचार के लिए अंतरिक्ष लिफ्ट प्रणालियों का सक्रिय रूप से पृथ्वी, कई स्थलीय उपनिवेशों और अन्य उच्च विकसित बुद्धिमान दौड़ के कुछ ग्रहों पर उपयोग किया जाता है।
• अलेक्जेंडर ग्रोमोव के विज्ञान कथा उपन्यास "टुमॉरो विल बी इटर्निटी" में, कथानक एक अंतरिक्ष लिफ्ट के अस्तित्व के तथ्य के आसपास बनाया गया है। दो उपकरण हैं - एक स्रोत और एक रिसीवर, जो "ऊर्जा किरण" का उपयोग करके लिफ्ट "केबिन" को कक्षा में उठाने में सक्षम हैं।
• एलिस्टेयर रेनॉल्ड्स का विज्ञान कथा उपन्यास "एबिस सिटी" अंतरिक्ष लिफ्ट की संरचना और कार्यप्रणाली का विस्तृत विवरण देता है और इसके विनाश की प्रक्रिया (एक आतंकवादी हमले के परिणामस्वरूप) का वर्णन करता है।
• टेरी प्रचेत के विज्ञान कथा उपन्यास स्ट्रेटा में लाइन, एक अत्यंत लंबा कृत्रिम अणु है जिसका उपयोग अंतरिक्ष लिफ्ट के रूप में किया जाता है।
• ज़ुवुकी म्यू समूह के गीत "एलिवेटर टू हेवन" में इसका उल्लेख किया गया है।
• सोनिक कलर्स गेम की शुरुआत में, सोनिक और टेल्स को डॉ. एगमैन पार्क तक जाने के लिए अंतरिक्ष लिफ्ट लेते देखा जा सकता है।
• एथ्नोजेनेसिस श्रृंखला से अलेक्जेंडर ज़ोरिच की पुस्तक "सोमनामबुलिस्ट 2" में, मुख्य पात्र मैटवे गुमिलोव (एक सरोगेट व्यक्तित्व के रोपण के बाद - "स्टार फाइटर्स" के प्रमुख, कॉमरेड अल्फा के निजी पायलट मास्किम वेरखोवत्सेव) एक कक्षीय लिफ्ट में यात्रा करते हैं।
• विज्ञान कथा लेखक अलेक्जेंडर ग्रोमोव की कहानी "स्नेक" में, पात्र चंद्रमा से पृथ्वी तक "रास्ते में" एक अंतरिक्ष लिफ्ट का उपयोग करते हैं।
• जॉर्ज आर.आर. मार्टिन के विज्ञान कथा उपन्यासों की श्रृंखला, द ट्रेवल्स ऑफ टफ में, सैटलेम ग्रह पर, एक कक्षीय एलिवेटर एक स्पेसपोर्ट की तरह स्थापित एक ग्रह की ओर जाता है।

मंगा और एनीमे में

• एनीमे एडो साइबर सिटी के तीसरे एपिसोड में, कक्षीय क्रायोजेनिक बैंक पर चढ़ने के लिए एक अंतरिक्ष लिफ्ट का उपयोग किया गया था।
• बैटल एंजेल में एक साइक्लोपियन स्पेस एलिवेटर है, जिसके एक छोर पर सेलम का स्काई सिटी (नागरिकों के लिए) और एक निचला शहर (गैर-नागरिकों के लिए) है, और दूसरे छोर पर येरू का अंतरिक्ष शहर है। ऐसी ही एक संरचना पृथ्वी के दूसरी ओर स्थित है।
• एनीमे मोबाइल सूट गुंडम 00 में, तीन अंतरिक्ष लिफ्ट हैं; उनके साथ सौर पैनलों की एक अंगूठी भी जुड़ी हुई है, जो बिजली पैदा करने के लिए अंतरिक्ष लिफ्ट का उपयोग करने की अनुमति देती है।
• एनीमे में Z.O.E. डोलोरेस में एक अंतरिक्ष एलिवेटर है, और यह भी दिखाता है कि आतंकवादी हमले की स्थिति में क्या हो सकता है।
• अंतरिक्ष लिफ्ट का उल्लेख एनीमे श्रृंखला ट्रिनिटी ब्लड में किया गया है, जिसमें आर्क अंतरिक्ष यान एक काउंटरवेट के रूप में कार्य करता है।

यह सभी देखें

• अंतरिक्ष लिफ्ट: 2010 (अंग्रेज़ी)रूसी

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साहित्य

• यूरी आर्टसुटानोव "अंतरिक्ष में - एक इलेक्ट्रिक लोकोमोटिव पर", समाचार पत्र "कोम्सोमोल्स्काया प्रावदा" दिनांक 31 जुलाई, 1960।
• अलेक्जेंडर बोलोनकिन "नॉन-रॉकेट स्पेस लॉन्च एंड फ़्लाइट", एल्सेवियर, 2006, 488 पृष्ठ।