Wieża zamiast windy
Olbrzymia nadmuchiwana wieża mogłaby wynosić ludzi na skraj przestrzeni kosmicznej. Nie byłyby więc potrzebne wahadłowce, a projekt dałoby się zrealizować prędzej niż windę.
Jak twierdzą Brendan Quine, Raj Seth i George Zhu z York University w Toronto, w 15-km wieży wykorzystano by pneumatyczne moduły, które już teraz widuje się na niektórych statkach kosmicznych. Należałoby tylko wybrać odpowiednią lokalizację, np. szczyt góry. Wtedy konstrukcja sięgnęłaby na wysokość ok. 20 km. Znacznie ułatwiłoby to badanie atmosfery, komercyjne podróże kosmiczne bez konieczności zmagania się z mikrograwitacją czy wprowadzanie wahadłowców na orbitę.
Wg Kanadyjczyków, wieża powinna się składać z serii modułów. Wybrano już nawet odpowiedni materiał – rurki z kompozytu kevlarowo-polietylenowego. Po nadmuchaniu lekkim gazem, np. helem, stawałyby się sztywne, co stabilizowałoby budowlę. Zespół przeprowadził próby z miniaturowym 7-metrowym modelem wieży. Miała ona 6 modułów. W każdym znajdowały się 3 laminowane polietylenowe rurki o średnicy 8 cm. Otaczały one okrągłe odstępniki, które należało nadmuchać.
Pełnowymiarowa struktura, jeśli, oczywiście, powstanie, będzie wymagać zastosowania we wszystkich 100 modułach dwóch elementów: żyroskopu i stabilizatora. Przewidywane rozmiary modułów są imponujące; warto wspomnieć choćby o 150 m wysokości i 230 m średnicy. W tym przypadku rury będą miały w przekroju nie 8 cm, lecz 2 metry. Po nadmuchaniu waga pojedynczego pierścienia wzrośnie do 800 tys. ton. Naukowcy są przekonani, że awaria kilku nawet modułów nie zagrozi całości konstrukcji. Podkreślają, że w przeciwieństwie do windy, wieżę można wykonać z już istniejących materiałów. W przyszłości warto by ją tylko przedłużyć z 20 do 200 km, wtedy otworem stanęłaby niska orbita okołoziemska (ang. low Earth orbit, LEO).
Komentarze (16)
leon831, 9 czerwca 2009, 00:40
thibris, 9 czerwca 2009, 14:06
Może o takie, które byłyby około cztery razy bardziej wytrzymałe od obecnie "wynalezionych" ? Liny do windy jeszcze nikt nie produkuje.
lucky_one, 9 czerwca 2009, 17:07
Z liną byłby taki wałek, że zerwałaby się pod własnym ciężarem.. Chyba, że zamiast jednej windy byłby system kilkudziesięciu wind, które miałyby krótkie liny.. Ale to z kolei komplikowało by cały projekt oraz spowalniało wynoszenie czego- lub kogokolwiek na maksymalną wysokość ze względu na konieczność wielu przeładunków..
Ale tak prawdę mówiąc to obie konstrukcje wydają mi się mocno sci-fi, i jeśli nawet zaczną je budować, to chyba nie wcześniej jak za jakieś 15-20 lat..
leon831, 10 czerwca 2009, 07:06
Lina z nanorurek jest już produkowana, na poprzednim wykładzie z nanoinformatyki wykładowca przedstawiał nam nawet cennik pewnej amerykańskiej firmy produkującej takie cudo(ceny w dolarach - bardzo wysokie). Nie potrafię niestety znaleźć takiej oferty w internecie(może za słabo szukam).
Lina nie urwie się pod swoim ciężarem(przynajmniej teoretycznie nie powinna) ponieważ zbudowana z fulerenów jest 6x lżejsza niż stal, a również 100x silniejsza.
Jeden haczyk - taka lina jest toksyczna
lucky_one, 10 czerwca 2009, 13:42
Z tego co wiem, to taka lina nie jest toksyczna - rakotwórczy jest pył fullerenowy - to tak jak z azbestem. Azbest nie jest rakotwórczy, działanie kancerogenne mają jego włókienka które przez pylenie mogą dostać się do płuc..
Zatem linę wystarczy czymś 'zalaminować'
żeby nie pyliła 
Niemniej dziękuję za info - przy takich parametrach może faktycznie by się ta lina nie zerwała..
tkoras, 10 czerwca 2009, 19:25
Pamiętajcie jeszcze o jednym, line utrzymywało by też działanie siły odśrodkowej ziemi - przecież jak weźmiemy sznurek obciążymy go na końcu i zaczniemy kręcić w jednym punkcie to sznurek nam się naprostuje:) Taką teorie ja znam, a ile w niej prawdy nie wiem:P
k0mandos, 10 czerwca 2009, 22:01
Naprostuje się ponieważ działa dodatkowa siła, który tworzy jeszcze większe naprężenie w linie. Więc to akurat jest minus
I nie ma czegoś takiego jak siła odśrodkowa Ziemi, tylko ruch wirowy, którego konsekwencją jest siła odśrodkowa działająca na przedmioty na, czy też pod powierzchnią Ziemi
thibris, 10 czerwca 2009, 22:28
Lub na takie które są jeszcze w jej atmosferze
A tej liny nadal nikt nie produkuje - znajdź dowód. Według wszelakich informacji, produkcja nanorurek się polepsza, ale nadal nikt nie potrafi robić z nich kilometrowych kawałków. Nie mówiąc już o tym, że obecnie "wynalezione" nanorurki nie spełniają wymagań na zbudowanie takiej liny. Ona musi mieć około 75 000 kilometrów, rozszerzać się stale ku górze i być odporna na wszelakie drobne uszkodzenia, które są nieuchronne w najwyższych warstwach atmosfery.
k0mandos, 10 czerwca 2009, 22:34
To jest właśnie współczesna edukacja. Przez całe liceum tłukli mi do głowy, że nie ma tarcia, wszystko jest idealne i teraz delikatnie zniszczony imprezą wymyśliłem sobie, że atmosfera nie krąży
Jarek Duda, 13 czerwca 2009, 15:52
Pomysł na pierwszy rzut oka brzmi super ... ale przecież gęstość atmosfery strasznie spada z wysokością, zmienia się też proporcja gazów - jak z płynami - czym wyżej tym lżejsze ...
Może i rekord dla balonu jest 53km, ale to jest olbrzymia cieniutka powłoka na jednorazowy lot i chyba raczej wypełniona wodorem ... tutaj różnica gęstości miałaby utrzymywać nie cienką, tylko wytrzymałą, w miarę sztywną konstrukcję z jakimiś szynami ...
Dalej te gazy są bardzo małocząsteczkowe - jakoś nie wierzę żeby zaproponowany splot był super szczelny - nie wiem czy starczyłoby helu żeby ciągle dopompowywać wieżę o średnicy 230m...
Może jakieś hybrydowe pomysły ... (kabel z doczepionymi balonikami
)
Niestety ale winda w kosmos to jak dla mnie na dziś odległe SF. Nanorurki są owszem ... ale tylko mikroskopowych długości i chyba na razie nie zapowiada się przełomu. A tu jeszcze trzeba by zamontować gdzieś w kosmosie gigantyczną kopalnię i fabrykę ... potem to zaczepić ... no i najlepiej ewakuować wszystkich z równika ...
Dużo realniejszym pomysłem jest wielkie działo elektromagnetyczne, tyle że ładunek poddany byłby gigantycznemu przyśpieszeniu - na pewno nie ludzie i bałbym się też o elektronikę ...
Pożyjemy zobaczymy
lucky_one, 13 czerwca 2009, 19:33
Działo magnetyczne niestety raczej odpada - oglądałem na Discovery cykl o wynalazkach mających zapobiec zmianom klimatu oraz o pozyskiwaniu czystej energii, i w jednym z programów pomysł był taki, żeby za pomocą działa magnetycznego wystrzelić jakieś tam soczewki, które rozpraszałyby promieniowanie słoneczne dochodzące do Ziemi, aby zmniejszyć efekt cieplarniany..
Ale pocisk z soczewkami był w dziale poddawany tak niebywałym przyspieszeniom, że rozpadały się one w pył..
Ponadto, z tego co czytałem o działach magnetycznych, siły (oraz temperatura) jakie przy ich wystrzale działają, powodują że takie działo jest bardzo nieopłacalne w eksploatacji - jego elementy niszczą się po stosunkowo niewielkiej liczbie wystrzałów..
Zgadzam się że ta winda/wieża to SF i to dość odległe - no ale cóż, pożyjemy - zobaczymy
Jarek Duda, 13 czerwca 2009, 21:08
Myślę że nie jest tak tragicznie... (jak dla windy
)
Gigantyczne czyli np. 5km przy przyśpieszeniu 1000g dałoby 10km/s - to są dużo bardziej realne parametry niż dla windy.
I wtedy płacimy odrobiną uranu zamiast tonami płynnego paliwa (same odrzutowce zużywają w kilogramach na kilometr).
Odnośnie zużywania materiałów - pewnie mówisz o railgunach - 'pocisk' musi się stykać z dwoma szynami. Jest jeszcze układ typu coilgun - pocisk z niczym się nie styka, używane jest czyste pole magnetyczne.
Ale ogólnie przyszłością są fabryki w kosmosie. Z materiałami wtedy praktycznie nie ma problem - lata sobie pełno asteroid z czego tylko sobie zażyczymy... tyle że do tego konieczny jest niewyobrażalny jeszcze w tym momencie poziom automatyzacji - nie opierającej się na kruchym i niewygodnym człowieku...
A wtedy już nie ma problemów z np. ociepleniem, energią - wielkie płachty cienkich luster mogą prawie wszystko załatwić ...
lucky_one, 16 czerwca 2009, 08:52
Hehe, to dopiero SF.. Ale nie mówię że to niemożliwe - 50 lat temu ludzie też by nie uwierzyli, że będą komputery milion razy szybsze od tych co mieli wtedy, a zajmujące 1000-krotnie mniej miejsca
Także kto wie co nas czeka za te 15-20 lat
A co do dział magnetycznych - nie pamiętam czy chodziło o railgun.. fakt, tam te szyny było trzeba wymieniać właściwie co strzał.. Ale z tego co pamiętam ogółem mankamentem dział magnetycznych była ogromna temperatura wydzielana chyba nie tylko ze względu na tarcie, oraz gięcie się różnych części od stosowanych pól magnetycznych..
Poza tym - ciekaw jestem co na to ekologowie itd - takie działo to pewnie lepsze pola emituje jak niejeden nadajnik
A pamiętając, że pole magnetyczne indukuje pole elektryczne i vice versa, to nam się niezły generator EMP tworzy 
Ciekawe co, gdyby akurat w pobliżu przelatywał samolot?
Jarek Duda, 16 czerwca 2009, 11:06
Owszem - SF, ale praktycznie konieczne do windy - wyobraź sobie 100km kabel o szerokości przy podstawie rzędu kilkudziesięciu metrów - żeby go zamocować trzebaby wcześniej wynieść te miliony ton w kosmos za dzisiejsze ceny 40tys$/kg...
Jak dla mnie jedynym praktycznym rozwiązaniem jest wyprodukowanie go poza naszą studnią grawitacyjną. Ale w takich fabrykach/kopalniach nie może biegać setki ludzi pomagających/naprawiających/konserwujących/poprawiających maszyny - one muszą same robić większość tych czynności, też trochę improwizować. Nie mówię o pełnym AI, choć osobiście wierzę że komputery nas przegonią zanim będziemy mieć windę. Mówię o symulowaniu działania danego układu i uczenia się wpływania na niego ... co rzeczywiście będzie się rozwijało do AI ...
A co do mass drivera - pewnie upraszczam, ale myślę że całkiem praktyczne mogłoby spokojnie funkcjonować za 5-10 lat. Ponoć może uzyska efektywność zużycia energii rzędu 50%:
http://en.wikipedia.org/wiki/Mass_driver
Odnośnie pola magnetycznego - podobne wytwarza się np. w LHC - myślę że nie ma problemu ekranować ostatnich kilkudziesięciu metrów. Poza tym budowane by były pewnie na stokach/wewnątrz wysokich gór.
Odnośnie temperatury - w układzie coilgun
http://en.wikipedia.org/wiki/Coilgun
Bierzemy cewki z nadprzewodnika, chłodzenie pewnie ciekłym helem i grubą warstwę wytrzymałego, nieprzewodzącego termoizolatora dookoła dobrze wentylowanego tunelu.
Powłoka pocisku jest z wytrzymałego ferromagnetyka, rozdziela się w powietrzu od głównego ładunku (może z dodatkowym silnikiem) i pewnie po każdym użyciu musi być przetopiona.
thibris, 22 czerwca 2009, 11:26
Dla uściślenia - z tego co pamiętam, to przy windzie w punkcie zaczepienia liny na ziemi, miałaby ona mieć stosunkowo niewielką grubość i rozszerzać się stale ku górze
Strzał z pamięci - przy podstawie grubość kilku centymetrów ? Całość utrzymywałaby siła odśrodkowa, plus przeciwwaga po drugiej stronie orbity.
Jarek Duda, 22 czerwca 2009, 13:11
No super, ale do tego trzeba jeszcze wagonik na jakichś szynach i zasilanie zamocować ... dalej żeby państwa szczególnie równika pozwoliły na coś takiego, to nie może się urwać przy zderzeniu np. z samolotem ... poza tym powoli sama też by się niszczyła ...
Owszem - wyżej musiałaby być jeszcze grubsza ... z kilkudziesięcioma metrami przy podstawie może(?) przesadziłem, ale że będzie użyte poniżej 10 to raczej nie uwierzę.