宇宙エレベーターを建設する127年のファンタジーが実現する？

人々は何かを宇宙に打ち上げたいと思っています。これにより、GPS 衛星、気象衛星、宇宙ステーション、さらにはジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡を手に入れることができます。 しかし、今のところ、オブジェクトを軌道に乗せる唯一の方法は、制御された化学爆発に接続することです。これは、私たちが通常「ロケット」と呼んでいるものです。

BBC

しかし、宇宙を移動するエレベーターを想像してみてください。 ボタンを押すだけで、「ヘイ、スペース！」

ありそうにないように思えますが、そうではありません。 それほど遠くない将来、宇宙エレベーターまたは宇宙エレベーターが出現する可能性があります。 宇宙ミッションの未来は彼にかかっています。

宇宙エレベーターとは？

宇宙エレベーターは、提案されている惑星から宇宙への輸送システムの一形態です。 基本的なコンポーネントは、コードと呼ばれることもあるケーブルで構成され、地面に接続されて空間に伸びます。

フランスの報道機関

シャーシは、巨大なロケットを必要とせずに、車両が地球などの惑星の表面から軌道にケーブルを直接上昇させることを可能にします。

専門家によると、巨大な重量のため、地球ベースの宇宙エレベーターは現実的に背の高い底に取り付けられた構造を形成することはできません. 代わりに、ケーブルの一端を赤道周辺の表面に接続し、もう一端を静止軌道 (高度 35,786 km) を超えた宇宙のカウンターウェイトに接続します。

スケールの下端で強い反対の重力と、上端で強い上向きの遠心力により、ケーブルは吊り下げられ、張力がかかり、地面の特定の点の上に固定されます。 .

ロープが展開されると、クライマーはロープを機械的に繰り返し上昇および下降させることで、ペイロードを軌道内外に解放できます。

開始

宇宙エレベーターは新しい概念ではありません。 宇宙エレベーターのアイデアは、ロシアの科学者コンスタンチン・ツィオルコフスキーによって最初に提案されました。コンスタンチン・ツィオルコフスキーは、エッフェル塔からインスピレーションを得て、宇宙に拡張できる構造を構築しました。

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1895 年に、彼はタワーが静止軌道に入るという最初の理論を発表しました。

アイデアは、地球から静止軌道まで伸びる自己完結型のタワーを建設することでした。 すべての構造と同様に、ツィオルコフスキーは圧縮され、下から上に体重を維持します。

高さ 35,000 km (22,000 マイル) を超えるタワーの重量を支えるのに十分な強度の材料がなかったため、彼のアイデアは実現しませんでした。

一部の専門家によると、カーボン ナノチューブ (CNT) の将来の開発は、有用な設計につながる可能性があります。 他の人によると、CNT は強度が十分ではありません。 ダイヤモンド ナノフィラメント、窒化ホウ素ナノチューブ、および大規模な単結晶グラフェンは、潜在的な将来の代替品の一部です。

やはりファンタジーですか。

このアイデアは、SF 作家のアーサー C. クラークが 1978 年の著書『Fountains of Paradise』で架空のタプロバン島の山頂にある宇宙エレベーターについて説明したときに人気を博しました。

1959 年にケーブルベースの建設のアイデアが人気を博し、研究者は周回ステーションを惑星の表面に接続するスーパー ロープの作成に集中し始めました。

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しかし 2014 年、Google X の宇宙エレベーターの計画は保留にされました。これは、1 メートルを超えるカーボン ナノチューブの完全に形成されたフィラメントを誰も製造できなかったためです。

日本企業の大林組は数年前、2050 年までに建設することを決定したことを勇敢に発表しました。グループはその青写真で次のように述べています。宇宙エレベーターの作成に向けて一歩を踏み出します。」

2018 年には、中国は独自の宇宙エレベーターに取り組んでいると発表しました。これは、他の国やビジネス パートナーが参加し、2045 年までに完成することを望んでいます。

専門家は、宇宙エレベーターのアイデアを実現するには、静止軌道にケーブル、ビークル、カウンターウェイトが必要であると示唆しています。

ケーブルの一端を高度35,790km（静止軌道の円周）以上の宇宙空間でカウンターウェイトに取り付けた状態で、赤道上の特定の場所に設置する必要があります。

ただし、ロープは依然として最大の課題です。 最高の鋼線は、自重で壊れるまで、約 31 マイル (50 km) だけ垂直サスペンションを維持できます。

可能な材料についての議論

したがって、ロープには強くて軽いものが必要です。 ケブラーなどの他の合成素材は、壊れるまでに垂直方向の長さ 124 マイル (200 km) をサポートする場合があります。

研究者たちは、カーボン ナノチューブの 2 つの大きな問題に注目しています。大量生産は、CN が自動化されずに成長するため、最大で約 50 cm (20 インチ) に制限されているため達成できません。これは、北京の清華大学の研究者によって達成されました。

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もう1つは、カーボンナノチューブに顕著な引張強度を与え、高圧下で腐食しやすくする六角形の共有結合です。

Adrian Nixon の ISEC チームは、グラフェンが優れた代替手段であると考えています。 グラフェンは、カーボン ナノチューブのような炭素の同素体であり、六角形の格子パターンで構成された 1 枚の原子シートで構成されています。 グラフェンは、CN とは異なり、シートを形成する 2 次元の材料です。

宇宙エレベーターを建設したいという人類の長年の願望を満たすために、ロープを作成するのに十分な強度があります.