الأساس مع الطابق السفلي
المصعد المداري. العمل البحثي "مصعد الفضاء" ما هو مصعد الفضاء

المصعد المداري. العمل البحثي "مصعد الفضاء" ما هو مصعد الفضاء

(GSO) بسبب قوة الطرد المركزي. يرتفع على طول الكابل ويحمل حمولة. عند الارتفاع، سيتم تسريع الحمل بسبب دوران الأرض، مما سيسمح له بإرساله إلى ما هو أبعد من جاذبية الأرض على ارتفاع عالٍ بما فيه الكفاية.

يتطلب الكابل قوة شد عالية جدًا مع كثافة منخفضة. ووفقا للحسابات النظرية، يبدو أن أنابيب الكربون النانوية هي مادة مناسبة. إذا افترضنا مدى ملاءمتها لتصنيع الكابلات، فإن إنشاء مصعد فضائي يعد مشكلة هندسية قابلة للحل، على الرغم من أنها تتطلب استخدام التطورات المتقدمة و. تقدر تكلفة إنشاء المصعد بـ 7-12 مليار دولار أمريكي. وتقوم ناسا بالفعل بتمويل التطورات ذات الصلة في المعهد الأمريكي للبحث العلمي، بما في ذلك تطوير مصعد قادر على التحرك بشكل مستقل على طول الكابل.

تصميم

هناك العديد من خيارات التصميم. تشتمل جميعها تقريبًا على قاعدة (قاعدة) وكابل (كابل) ومصاعد وثقل موازنة.

قاعدة

قاعدة المصعد الفضائي هي المكان الموجود على سطح الكوكب حيث يتم توصيل الكابل وبدء رفع الحمولة. ويمكن أن تكون متنقلة، وتوضع على متن سفينة عابرة للمحيطات.

ميزة القاعدة المتحركة هي القدرة على أداء المناورات لتجنب الأعاصير والعواصف. مزايا القاعدة الثابتة هي مصادر طاقة أرخص ويمكن الوصول إليها بسهولة، والقدرة على تقليل طول الكابل. يعد الفارق الذي يبلغ بضعة كيلومترات من الحبل صغيرًا نسبيًا، ولكنه يمكن أن يساعد في تقليل السُمك المطلوب لجزءه الأوسط وطول الجزء الممتد إلى ما بعد المدار الثابت بالنسبة للأرض.

كابل

يجب أن يكون الكابل مصنوعًا من مادة ذات قوة شد عالية للغاية بالنسبة لنسبة الجاذبية النوعية. سيكون المصعد الفضائي مبررًا اقتصاديًا إذا كان من الممكن إنتاج كابل بكثافة مماثلة للجرافيت وقوة تتراوح بين 65-120 جيجا باسكال على نطاق صناعي وبسعر معقول.

وللمقارنة فإن قوة معظم أنواع الفولاذ تبلغ حوالي 1 جيجا باسكال، وحتى أقوى الأنواع لا تزيد عن 5 جيجا باسكال، والفولاذ ثقيل الوزن. تتمتع مادة الكيفلار الأخف بكثير بقوة تتراوح بين 2.6-4.1 جيجا باسكال، بينما تتمتع ألياف الكوارتز بقوة تصل إلى 20 جيجا باسكال وما فوق. قد تكون القوة النظرية لألياف الماس قليلة [إلى متى؟] أعلى.

تكنولوجيا نسج هذه الألياف لا تزال في مهدها.

وفقا لبعض العلماء، حتى أنابيب الكربون النانوية لن تكون قوية بما يكفي لصنع كابل مصعد فضائي.

أتاحت التجارب التي أجراها علماء من جامعة التكنولوجيا في سيدني إمكانية إنشاء ورق الجرافين. تعتبر اختبارات العينات مشجعة: كثافة المادة أقل بخمس إلى ست مرات من كثافة الفولاذ، في حين أن قوة الشد أعلى بعشر مرات من مقاومة الفولاذ الكربوني. وفي الوقت نفسه، يعد الجرافين موصلًا جيدًا للتيار الكهربائي، مما يسمح باستخدامه لنقل الطاقة إلى المصعد، كحافلة اتصال.

سماكة الكابل

يجب أن يتحمل المصعد الفضائي وزنه على الأقل، وهو وزن كبير نظرًا لطول الكابل. تزيد السماكة من ناحية من قوة الكابل، ومن ناحية أخرى تزيد من وزنه، وبالتالي القوة المطلوبة. سيختلف الحمل عليه في أماكن مختلفة: في بعض الحالات، يجب أن يتحمل جزء من الحبل وزن الأجزاء الموجودة أدناه، وفي حالات أخرى يجب أن يتحمل قوة الطرد المركزي التي تحمل الأجزاء العلوية من الحبل في المدار. لتحقيق هذا الشرط وتحقيق الأمثلية للكابل عند كل نقطة، سيكون سمكه متغيرًا.

يمكن إثبات أنه مع الأخذ في الاعتبار جاذبية الأرض وقوة الطرد المركزي (ولكن دون الأخذ في الاعتبار التأثير الأصغر للقمر والشمس)، سيتم وصف المقطع العرضي للكابل اعتمادًا على الارتفاع بالصيغة التالية:

هنا مساحة المقطع العرضي للكابل كدالة للمسافة من مركزأرض.

تستخدم الصيغة الثوابت التالية:

تصف هذه المعادلة حبلًا يزداد سُمكه في البداية بشكل أسي، ثم يتباطأ نموه على ارتفاع عدة أنصاف أقطار الأرض، ثم يصبح ثابتًا، ويصل في النهاية إلى المدار الثابت بالنسبة للأرض. بعد ذلك، يبدأ سمك في الانخفاض مرة أخرى.

وبالتالي فإن نسبة مساحات المقطع العرضي للكابل عند القاعدة وعند GSO ( ص= 42,164 كم) هو:

وبالتعويض هنا عن كثافة وقوة الفولاذ وقطر الكابل عند مستوى الأرض 1 سم، نحصل على قطر عند مستوى GSO يبلغ عدة مئات من الكيلومترات، مما يعني أن الفولاذ والمواد الأخرى المألوفة لدينا غير صالحة لبناء مصعد.

ويترتب على ذلك أن هناك أربع طرق لتحقيق سمك كابل أكثر معقولية على مستوى GSO:

هناك طريقة أخرى وهي جعل قاعدة المصعد متحركة. إن التحرك حتى بسرعة 100 م/ث سيعطي بالفعل زيادة في السرعة الدائرية بنسبة 20% ويقلل طول الكابل بنسبة 20-25%، مما يجعله أخف بنسبة 50% أو أكثر. إذا قمت "بتثبيت" الكابل على متن طائرة أو قطار أسرع من الصوت، فلن يتم قياس الزيادة في كتلة الكابل بالنسب المئوية، بل بعشرات المرات (لكن الخسائر الناجمة عن مقاومة الهواء لا تؤخذ في الاعتبار).

ثقل الموازنة

يمكن إنشاء ثقل الموازنة بطريقتين - عن طريق ربط جسم ثقيل (على سبيل المثال، كويكب أو مستوطنة فضائية أو رصيف فضائي) خارج المدار الثابت بالنسبة للأرض، أو عن طريق مد الحبل نفسه لمسافة كبيرة خارج المدار الثابت بالنسبة للأرض. أصبح الخيار الثاني أكثر شعبية في الآونة الأخيرة لأنه أسهل في التنفيذ، بالإضافة إلى أنه من الأسهل إطلاق الأحمال إلى كواكب أخرى من نهاية كابل ممدود، لأنه يتمتع بسرعة كبيرة بالنسبة للأرض.

الزخم الزاوي والسرعة والميل

وتزداد السرعة الأفقية لكل قسم من الكابل مع الارتفاع بما يتناسب مع المسافة إلى مركز الأرض، وتصل إلى سرعة الهروب الأولى في المدار الثابت بالنسبة للأرض. لذلك، عند رفع حمولة، فإنه يحتاج إلى الحصول على زخم زاوي إضافي (السرعة الأفقية).

يتم الحصول على الزخم الزاوي بسبب دوران الأرض. في البداية، يتحرك المصعد بشكل أبطأ قليلاً من الكابل (تأثير كوريوليس)، وبالتالي "يبطئ" الكابل ويحرفه قليلاً نحو الغرب. عند سرعة الصعود 200 كم/ساعة، سوف يميل الكابل بمقدار درجة واحدة. يقوم المكون الأفقي للتوتر في كابل غير عمودي بسحب الحمل إلى الجانب، مما يؤدي إلى تسريعه في الاتجاه الشرقي (انظر الرسم البياني) - ونتيجة لذلك، يكتسب المصعد سرعة إضافية. ووفقا لقانون نيوتن الثالث، فإن الكابل يبطئ حركة الأرض بمقدار صغير.

في الوقت نفسه، فإن تأثير قوة الطرد المركزي يجبر الكابل على العودة إلى الوضع الرأسي المناسب للطاقة، بحيث يكون في حالة توازن مستقر. إذا كان مركز ثقل المصعد دائمًا فوق المدار الثابت بالنسبة للأرض، بغض النظر عن سرعة المصعد، فلن يسقط.

بحلول الوقت الذي تصل فيه الحمولة إلى مدار الأرض، يكون زخمها الزاوي (السرعة الأفقية) كافيًا لإطلاق الحمولة إلى المدار.

عند خفض الحمل، ستحدث العملية العكسية، وإمالة الكابل إلى الشرق.

انطلق إلى الفضاء

وفي نهاية الكابل على ارتفاع 144 ألف كيلومتر، سيكون المكون العرضي للسرعة 10.93 كيلومترًا في الثانية، وهو أكثر من كافٍ لمغادرة مجال الجاذبية الأرضية وإطلاق السفن إلى زحل. إذا سُمح للجسم بالانزلاق بحرية على طول الجزء العلوي من الحبل، فسيكون لديه سرعة كافية للهروب من النظام الشمسي. سيحدث هذا بسبب انتقال الزخم الزاوي الإجمالي للكابل (والأرض) إلى سرعة الجسم المطلق.

لتحقيق سرعات أكبر، يمكنك إطالة الكابل أو تسريع الحمل باستخدام الكهرومغناطيسية.

بناء

يتم البناء من محطة ثابتة بالنسبة للأرض. هذا هو المكان الوحيد الذي يمكن للمركبة الفضائية أن تهبط فيه. ينحدر أحد طرفيه إلى سطح الأرض ممتدًا بقوة الجاذبية. والآخر، لتحقيق التوازن، هو في الاتجاه المعاكس، ويتم سحبه بواسطة قوة الطرد المركزي. وهذا يعني أنه يجب رفع جميع مواد البناء إلى المدار الثابت بالنسبة للأرض بالطريقة التقليدية، بغض النظر عن وجهة الشحنة. أي أن تكلفة رفع المصعد الفضائي بالكامل إلى المدار الثابت بالنسبة للأرض هي الحد الأدنى لسعر المشروع.

التوفير في استخدام المصعد الفضائي

من المفترض أن المصعد الفضائي سيقلل بشكل كبير من تكلفة إرسال البضائع إلى الفضاء. إن بناء المصاعد الفضائية مكلف، لكن تكاليف تشغيلها منخفضة، لذا من الأفضل استخدامها لفترات طويلة من الزمن لنقل كميات كبيرة جدًا من البضائع. في الوقت الحالي، قد لا يكون سوق إطلاق الأحمال كبيرًا بما يكفي لتبرير بناء مصعد، لكن التخفيض الكبير في السعر يجب أن يؤدي إلى تنوع أكبر في الأحمال. البنية التحتية الأخرى للنقل - الطرق السريعة والسكك الحديدية - تبرر نفسها بنفس الطريقة.

لا يوجد حتى الآن إجابة على سؤال ما إذا كان المصعد الفضائي سيعيد الأموال المستثمرة فيه أم أنه سيكون من الأفضل استثمارها في مواصلة تطوير تكنولوجيا الصواريخ.

لا ينبغي لنا أن ننسى الحد الأقصى لعدد أقمار الترحيل في المدار الثابت بالنسبة للأرض: حاليًا، تسمح الاتفاقيات الدولية بـ 360 قمرًا صناعيًا - مرحل واحد لكل درجة زاوية، لتجنب التداخل عند البث في نطاق التردد K u. بالنسبة للترددات C، يقتصر عدد الأقمار الصناعية على 180.

يفسر هذا الظرف الفشل التجاري الحقيقي للمشروع، حيث أن التكاليف المالية الرئيسية للمنظمات غير الحكومية تركز على أقمار الترحيل التي تشغل إما مدارًا ثابتًا بالنسبة للأرض (التلفزيون والاتصالات) أو مدارات أقل (أنظمة تحديد المواقع العالمية، ومراقبة الموارد الطبيعية، وما إلى ذلك). .

ومع ذلك، يمكن أن يكون المصعد مشروعًا هجينًا، وبالإضافة إلى وظيفة توصيل البضائع إلى المدار، يظل قاعدة لبرامج بحثية وتجارية أخرى لا تتعلق بالنقل.

الإنجازات

منذ عام 2005، تقام مسابقة Space Elevator Games السنوية في الولايات المتحدة، والتي تنظمها مؤسسة Spaceward Foundation بدعم من وكالة ناسا. هناك فئتان في هذه المسابقات: "أفضل كابل" و"أفضل روبوت (مصعد)".

في مسابقة الرفع، يجب على الروبوت التغلب على مسافة محددة، وتسلق كابل عمودي بسرعة لا تقل عن تلك التي تحددها القواعد (في مسابقة عام 2007، كانت المعايير كما يلي: طول الكابل - 100 متر، الحد الأدنى للسرعة - 2 آنسة). وكانت أفضل نتيجة لعام 2007 هي قطع مسافة 100 متر بمتوسط سرعة 1.8 م/ث.

بلغ إجمالي جوائز مسابقة Space Elevator Games في عام 2009 4 ملايين دولار.

وفي مسابقة قوة الحبل، يجب على المشاركين توفير حلقة طولها مترين مصنوعة من مادة شديدة التحمل لا يزيد وزنها عن 2 جرام، تخضع لاختبارات تركيب خاصة للتأكد من عدم تمزقها. للفوز بالمسابقة، يجب أن تكون قوة الكابل أكبر بنسبة 50% على الأقل في هذا المؤشر من العينة المتاحة لناسا بالفعل. أفضل نتيجة حتى الآن تعود إلى الكابل الذي يتحمل حمولة تصل إلى 0.72 طن.

لا تشمل المنافسة مجموعة ليفتبورت، التي اكتسبت سمعة سيئة بسبب ادعاءاتها بإطلاق مصعد فضائي في عام 2018 (تم تأجيله لاحقًا إلى عام 2031). تجري شركة Liftport تجاربها الخاصة، على سبيل المثال، في عام 2006، تسلق المصعد الآلي حبلًا قويًا ممتدًا بمساعدة البالونات. من أصل كيلومتر ونصف، تمكن المصعد من تغطية 460 مترًا فقط. في أغسطس وسبتمبر 2012، أطلقت الشركة مشروعًا لجمع الأموال لإجراء تجارب جديدة مع المصعد على موقع Kickstarter الإلكتروني. اعتمادًا على الكمية التي تم جمعها، من المخطط رفع الروبوت لمسافة كيلومترين أو أكثر.

في مسابقة Space Elevator Games، في الفترة من 4 نوفمبر إلى 6 نوفمبر 2009، أقيمت مسابقة نظمتها مؤسسة Spaceward ووكالة ناسا في جنوب كاليفورنيا، في مركز درايدن لأبحاث الطيران، داخل حدود قاعدة إدواردز الجوية الشهيرة. وكان طول الكابل التجريبي 900 متر، وتم رفع الكابل بطائرة هليكوبتر. أخذت الصدارة شركة LaserMotive التي قدمت مصعداً بسرعة 3.95 م/ث، وهي قريبة جداً من السرعة المطلوبة. قطع المصعد طول الكابل بالكامل في 3 دقائق و49 ثانية؛ وحمل المصعد حمولة قدرها 0.4 كجم. .

مشاريع مماثلة

المصعد الفضائي ليس المشروع الوحيد الذي يستخدم الحبال لإطلاق الأقمار الصناعية في المدار. أحد هذه المشاريع هو Orbital Skyhook. ويستخدم سكاي هوك حبلا ليس طويلا مقارنة بالمصعد الفضائي الموجود في مدار أرضي منخفض ويدور بسرعة حول الجزء الأوسط منه. ونتيجة لهذا، يتحرك أحد طرفي الكابل بالنسبة إلى الأرض بسرعة منخفضة نسبيًا، ويمكن تعليق الأحمال من الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت. في الوقت نفسه، يعمل تصميم Skyhook مثل دولاب الموازنة العملاقة - وهو تراكم عزم الدوران والطاقة الحركية. ميزة مشروع Skyhook هي جدواه باستخدام التقنيات الحالية. الجانب السلبي هو أن Skyhook يستخدم الطاقة الناتجة عن حركته لإطلاق الأقمار الصناعية، وسوف تحتاج هذه الطاقة إلى التجديد بطريقة ما.

مصعد الفضاء في أعمال مختلفة

في فيلم اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية بيتكا في الفضاء عام 1972، تخترع الشخصية الرئيسية مصعدًا فضائيًا.
أحد أعمال آرثر سي كلارك الشهيرة، نوافير الجنة، مبني على فكرة المصعد الفضائي. بالإضافة إلى ذلك، يظهر مصعد الفضاء في الجزء الأخير من رباعيته الشهيرة A Space Odyssey (3001: The Last Odyssey).
في ستار تريك: فوييجر الحلقة 3x19 "ارتفع"، يساعد المصعد الفضائي الطاقم على الهروب من كوكب ذو جو خطير.
الحضارة الرابعة لديها مصعد فضائي. ها هو واحد من "المعجزات الكبرى" اللاحقة.
تذكر رواية الخيال العلمي لتيموثي زان "دودة القز" ("سبينريت"، 1985) كوكبًا قادرًا على إنتاج ألياف فائقة. أراد أحد السباقات المهتمة بالكوكب الحصول على هذه الألياف خصيصًا لبناء مصعد فضائي.
في رواية الخيال العلمي "الحد" لفرانك شاتزينج، يعمل المصعد الفضائي كنقطة مركزية للمكائد السياسية في المستقبل القريب.
في رواية سيرجي لوكيانينكو "النجوم هي ألعاب باردة"، قامت إحدى الحضارات خارج كوكب الأرض، في عملية التجارة بين النجوم، بتسليم خيوط شديدة التحمل إلى الأرض يمكن استخدامها لبناء مصعد فضائي. لكن الحضارات خارج كوكب الأرض أصرت حصريًا على استخدامها للغرض المقصود منها - وهو المساعدة أثناء الولادة.
في رواية الخيال العلمي "مقدر للنصر" للكاتب ج. سكالزي (م. سكالزي، جون. حرب الرجل العجوز) تُستخدم أنظمة المصاعد الفضائية بنشاط على الأرض والعديد من المستعمرات الأرضية وبعض الكواكب من الأجناس الذكية الأخرى المتطورة للغاية للتواصل مع أرصفة السفن بين النجوم.
في رواية الخيال العلمي "غدًا سيكون الخلود" للكاتب ألكسندر جروموف، تدور الحبكة حول حقيقة وجود مصعد فضائي. هناك جهازان - مصدر وجهاز استقبال، باستخدام "شعاع الطاقة"، قادر على رفع "كابينة" المصعد إلى المدار.
تقدم رواية الخيال العلمي لألستير رينولدز "Abyss City" وصفًا تفصيليًا لهيكل وعمل المصعد الفضائي وتصف عملية تدميره (نتيجة هجوم إرهابي).
رواية الخيال العلمي لتيري براتشيت ستراتا تعرض الخط، وهو جزيء اصطناعي طويل للغاية يستخدم كمصعد فضائي.
مذكور في أغنية فرقة زفوكي مو "المصعد إلى الجنة".
في بداية لعبة Sonic Colors، يمكن رؤية Sonic وTails وهما يستقلان المصعد الفضائي للوصول إلى Dr. Eggman's Park.
في كتاب ألكسندر زوريش "Somnambulist 2" من سلسلة Ethnogenesis، تسافر الشخصية الرئيسية ماتفي جوميلوف (بعد زرع شخصية بديلة - ماسكيم فيرخوفتسيف، الطيار الشخصي للرفيق ألفا، رئيس "Star Fighters") في مصعد مداري.
في قصة «الثعبان» لكاتب الخيال العلمي ألكسندر جروموف، تستخدم الشخصيات مصعدًا فضائيًا «في الطريق» من القمر إلى الأرض.
في سلسلة روايات الخيال العلمي لجورج آر. مارتن، "رحلات توف"، حول كوكب "ساتلم"، يؤدي مصعد مداري إلى كوكب مجهز مثل ميناء فضائي.

في المانجا والأنمي

في الحلقة الثالثة من أنمي Edo Cyber City، تم استخدام مصعد فضائي للصعود إلى البنك المبرد المداري.
تتميز Battle Angel بمصعد فضائي سيكلوب، في أحد طرفيه توجد مدينة سالم السماوية (للمواطنين) إلى جانب مدينة سفلية (لغير المواطنين)، وفي الطرف الآخر توجد مدينة الفضاء يرو. يوجد هيكل مماثل على الجانب الآخر من الأرض.
في الأنمي Mobile Suit Gundam 00، هناك ثلاثة مصاعد فضائية؛ كما تم ربط حلقة من الألواح الشمسية بها، مما يسمح باستخدام المصعد الفضائي لتوليد الكهرباء.
في الأنمي Z.O.E. تتميز دولوريس بوجود مصعد فضائي، وتُظهر أيضًا ما يمكن أن يحدث في حالة وقوع هجوم إرهابي.
تم ذكر مصعد الفضاء في سلسلة الرسوم المتحركة Trinity Blood، حيث تعمل سفينة الفضاء Arc كثقل موازن.

أنظر أيضا

مصعد الفضاء: 2010 (إنجليزي)الروسية

ملحوظات

الأدب

يوري أرتسوتانوف "إلى الفضاء - على قاطرة كهربائية"، صحيفة "كومسومولسكايا برافدا" بتاريخ 31 يوليو 1960.
ألكسندر بولونكين "الإطلاق والطيران في الفضاء غير الصاروخي"، إلسفير، 2006، 488 صفحة.

يعرف الكثير من الناس القصة الكتابية حول كيف قرر الناس أن يصبحوا مثل الله وقرروا إقامة برج بارتفاع السماء. غضب الرب وجعل كل الناس يتكلمون لغات مختلفة، وتوقف البناء.

من الصعب القول ما إذا كان هذا صحيحًا أم لا، ولكن بعد آلاف السنين، فكرت البشرية مرة أخرى في إمكانية بناء برج خارق. بعد كل شيء، إذا تمكنت من بناء هيكل يبلغ ارتفاعه عشرات الآلاف من الكيلومترات، فيمكنك تقليل تكلفة إيصال البضائع إلى الفضاء بما يقرب من ألف مرة! سيتوقف الفضاء مرة واحدة وإلى الأبد عن كونه شيئًا بعيدًا وبعيد المنال.

عزيزي الفضاء

تم طرح مفهوم المصعد الفضائي لأول مرة من قبل العالم الروسي الكبير كونستانتين تسيولكوفسكي. لقد افترض أنه إذا قمت ببناء برج بارتفاع 40 ألف كيلومتر، فإن قوة الطرد المركزي لكوكبنا ستمسك بالهيكل بأكمله، وتمنعه من السقوط.

للوهلة الأولى، تبدو هذه الفكرة بعيدة كل البعد عن المانيلوفية، لكن دعونا نفكر بشكل منطقي. اليوم، معظم وزن الصواريخ هو الوقود، الذي يتم إنفاقه للتغلب على الجاذبية الأرضية. وبطبيعة الحال، يؤثر هذا أيضًا على سعر الإطلاق. تبلغ تكلفة توصيل كيلوغرام واحد من الحمولة إلى مدار أرضي منخفض حوالي 20 ألف دولار.

لذلك عندما يعطي الأقارب المربى لرواد الفضاء في محطة الفضاء الدولية، يمكنك التأكد من أن هذا هو أغلى طعام شهي في العالم. حتى ملكة إنجلترا لا تستطيع تحمل هذا!

إن إطلاق مكوك واحد كلف ناسا ما بين 500 إلى 700 مليون دولار. بسبب المشاكل في الاقتصاد الأمريكي، اضطرت إدارة ناسا إلى إغلاق برنامج المكوك الفضائي والاستعانة بمصادر خارجية لمهمة تسليم البضائع إلى محطة الفضاء الدولية لشركات خاصة.

وبالإضافة إلى المشاكل الاقتصادية، هناك أيضا مشاكل سياسية. وبسبب الخلافات حول القضية الأوكرانية، فرضت الدول الغربية عددًا من العقوبات والقيود على روسيا. ولسوء الحظ، فقد أثروا أيضًا على التعاون في مجال الملاحة الفضائية. تلقت ناسا أمرًا من الحكومة الأمريكية بتجميد جميع المشاريع المشتركة، باستثناء محطة الفضاء الدولية. وردا على ذلك، قال نائب رئيس الوزراء دميتري روجوزين إن روسيا غير مهتمة بالمشاركة في مشروع محطة الفضاء الدولية بعد عام 2020 وتعتزم التحول إلى أهداف وغايات أخرى، مثل إنشاء قاعدة علمية دائمة على القمر ورحلة مأهولة إلى المريخ.

ومن المرجح أن تقوم روسيا بذلك بالتعاون مع الصين والهند، وربما البرازيل. وتجدر الإشارة إلى أن روسيا كانت على وشك الانتهاء من العمل في المشروع، وقد أدت العقوبات الغربية إلى تسريع هذه العملية.

على الرغم من هذه الخطط الفخمة، قد يبقى كل شيء على الورق ما لم يتم تطوير طريقة أكثر كفاءة وأرخص لتسليم البضائع خارج الغلاف الجوي للأرض. تم إنفاق ما يزيد عن 100 مليار دولار على بناء نفس محطة الفضاء الدولية! إنه لأمر مخيف أن نتخيل عدد "الخضراء" الذي سيستغرقه إنشاء محطة على القمر.

يمكن أن يكون المصعد الفضائي هو الحل الأمثل لهذه المشكلة. وبمجرد تشغيل المصعد، يمكن أن تنخفض تكاليف الشحن إلى دولارين للكيلوغرام الواحد. ولكن عليك أولاً أن تفكر جيدًا في كيفية بنائه.

هامش الأمان

في عام 1959، قام مهندس لينينغراد يوري نيكولايفيتش أرتسوتانوف بتطوير أول نسخة عمل من المصعد الفضائي. وبما أنه من المستحيل بناء مصعد من الأسفل إلى الأعلى بسبب جاذبية كوكبنا، فقد اقترح القيام بالعكس - البناء من الأعلى إلى الأسفل. للقيام بذلك، كان لا بد من إطلاق قمر صناعي خاص إلى مدار ثابت بالنسبة للأرض (حوالي 36000 كيلومتر)، حيث كان عليه أن يتخذ موقعًا فوق نقطة معينة على خط استواء الأرض. ثم ابدأ بتجميع الكابلات الموجودة على القمر الصناعي وقم بإنزالها تدريجياً نحو سطح الكوكب. كما لعب القمر الصناعي نفسه دور الثقل الموازن، حيث أبقى الكابلات مشدودة باستمرار.

تمكن عامة الناس من التعرف على هذه الفكرة بالتفصيل عندما نشرت كومسومولسكايا برافدا في عام 1960 مقابلة مع أرتسوتانوف. ونشرت المقابلة أيضاً وسائل إعلام غربية، وتعرض بعدها العالم كله لـ«حمى المصعد». كان كتاب الخيال العلمي متحمسين بشكل خاص، حيث رسموا صورًا وردية للمستقبل، وكانت السمة التي لا غنى عنها هي المصعد الفضائي.

يتفق جميع الخبراء الذين يدرسون إمكانية إنشاء مصعد على أن العائق الرئيسي أمام تنفيذ هذه الخطة هو عدم توفر مادة قوية كافية للكابلات. وفقًا للحسابات، يجب أن تتحمل هذه المادة الافتراضية جهدًا يبلغ 120 جيجا باسكال، أي. أكثر من 100.000 كيلوجرام لكل متر مربع!

تبلغ قوة الفولاذ حوالي 2 جيجاباسكال، وبالنسبة للخيارات القوية بشكل خاص، فهي بحد أقصى 5 جيجاباسكال، أما بالنسبة لألياف الكوارتز فهي أعلى بقليل من 20. وهذا ببساطة صغير للغاية. السؤال الأبدي الذي يطرح نفسه: ماذا تفعل؟ تطوير تكنولوجيا النانو. قد يكون المرشح الواعد لدور كابل المصعد هو أنابيب الكربون النانوية. وفقًا للحسابات، يجب أن تكون قوتها أعلى بكثير من الحد الأدنى البالغ 120 جيجا باسكال.

حتى الآن، تمكنت أقوى عينة من تحمل ضغط قدره 52 جيجا باسكال، ولكن في معظم الحالات الأخرى تمزقت في حدود 30 إلى 50 جيجا باسكال. في سياق البحث والتجارب الطويلة، تمكن المتخصصون من جامعة جنوب كاليفورنيا من تحقيق نتيجة لم يسمع بها من قبل: كان الأنبوب الخاص بهم قادرًا على تحمل جهد 98.9 جيجا باسكال!

لسوء الحظ، كان هذا نجاحًا لمرة واحدة، وهناك مشكلة كبيرة أخرى تتعلق بأنابيب الكربون النانوية. توصل نيكولا بوجنو، عالم من جامعة البوليتكنيك في تورينو، إلى نتيجة مخيبة للآمال. اتضح أنه حتى بسبب إزاحة ذرة واحدة في بنية أنابيب الكربون، يمكن أن تنخفض قوة منطقة معينة بشكل حاد بنسبة 30٪. وكل هذا على الرغم من أن أطول عينة من الأنابيب النانوية التي تم الحصول عليها حتى الآن يبلغ طولها سنتيمترين فقط. وإذا أخذت في الاعتبار حقيقة أن طول الكابل يجب أن يكون ما يقرب من 40،000 كيلومتر، فإن المهمة تبدو مستحيلة ببساطة.

الحطام والعواصف

وهناك مشكلة أخرى خطيرة للغاية تتعلق بالحطام الفضائي. عندما استقرت البشرية في مدار أرضي منخفض، بدأت واحدة من أكثر هواياتها المفضلة - تناثر الفضاء المحيط بمنتجات نشاطها الحيوي. في البداية، لم نكن قلقين بشكل خاص بشأن هذا الأمر. "بعد كل شيء، الفضاء لا نهاية لها! - فكرنا. "إذا قمت برمي قطعة الورق، فسوف تستمر في استكشاف اتساع الكون!"

هذا هو المكان الذي ارتكبنا فيه خطأ. كل حطام وبقايا الطائرات محكوم عليها بالدوران حول الأرض إلى الأبد، حيث يتم التقاطها بواسطة مجال الجاذبية القوي. لا يتطلب الأمر مهندسًا لمعرفة ما يمكن أن يحدث إذا اصطدمت إحدى هذه القطع غير المرغوب فيها بكابل. لذلك، فإن الآلاف من الباحثين من جميع أنحاء العالم يجهدون أدمغتهم بشأن مسألة القضاء على مكب النفايات القريب من الأرض.

كما أن الوضع مع قاعدة المصعد على سطح الكوكب ليس واضحًا تمامًا. في البداية، كان من المخطط إنشاء قاعدة ثابتة عند خط الاستواء لضمان التزامن مع القمر الصناعي الثابت بالنسبة للأرض. ومع ذلك، فلا يمكن تجنب الآثار الضارة على المصعد من رياح الإعصار وغيرها من الكوارث الطبيعية.

ثم جاءت فكرة ربط القاعدة بمنصة عائمة يمكنها المناورة و"تجنب" العواصف. ولكن في هذه الحالة، سيضطر المشغلون الموجودون في المدار وعلى المنصة إلى أداء جميع الحركات بدقة جراحية وتزامن مطلق، وإلا فسيذهب الهيكل بأكمله إلى الجحيم.

كن فخورا!

وعلى الرغم من كل الصعوبات والعقبات التي تعترض طريقنا الشائك نحو النجوم، لا ينبغي لنا أن نعلق أنوفنا ونلقي هذا المشروع الفريد بلا شك في الموقد الخلفي. المصعد الفضائي ليس رفاهية، بل هو شيء حيوي.

وبدون ذلك، سيصبح استعمار الفضاء القريب مسعى مكلفًا للغاية ومكثفًا للعمالة ويمكن أن يستغرق سنوات عديدة. هناك، بطبيعة الحال، مقترحات لتطوير تقنيات مضادة للجاذبية، ولكن هذا احتمال بعيد للغاية، وستكون هناك حاجة للمصعد في العشرين إلى الثلاثين سنة القادمة.

المصعد ضروري ليس فقط لرفع وخفض الأحمال، ولكن أيضًا بمثابة "حبال ضخمة". وبمساعدتها، من الممكن إطلاق سفن الفضاء إلى الفضاء بين الكواكب دون إنفاق كميات هائلة من هذا الوقود الثمين، والذي يمكن استخدامه لتسريع السفينة. ومما يثير الاهتمام بشكل خاص فكرة استخدام المصعد لتنظيف الأرض من النفايات الخطرة.

لنفترض أن الوقود النووي المستهلك من محطة للطاقة النووية يمكن وضعه في كبسولات محكمة الغلق، ثم إرساله إلى النار مباشرة باتجاه الشمس، حيث يعد حرق مثل هذا المخاط بمثابة قطعة من الكعكة.

ولكن من الغريب أن تنفيذ مثل هذه الفكرة لا يتعلق بالاقتصاد أو العلم، بل بالسياسة. نحن بحاجة إلى مواجهة الحقيقة - لا يمكن لأي دولة في العالم أن تتعامل بشكل مستقل مع مثل هذا المشروع الضخم. ولا سبيل إلى الاستغناء عن التعاون الدولي.

بادئ ذي بدء، فإن مشاركة الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي والصين واليابان والهند والبرازيل، وبالطبع روسيا، مهمة. لذا، مهما كان ما قد يقوله المرء، سيتعين علينا أن نجلس إلى طاولة المفاوضات وندخن غليون السلام. لذلك، يا شباب، دعونا نعيش معا، وكل شيء سوف ينجح!

أديليت أوريموف

على الرغم من أن بناء مصعد فضائي يقع بالفعل ضمن قدراتنا الهندسية، إلا أن المشاعر حول هذا الهيكل قد هدأت مؤخرًا للأسف. والسبب هو أن العلماء لم يتمكنوا بعد من الحصول على التكنولوجيا اللازمة لإنتاج أنابيب الكربون النانوية بالقوة المطلوبة على نطاق صناعي.

فكرة إطلاق البضائع إلى المدار بدون صواريخ اقترحها نفس الشخص الذي أسس علم الفضاء النظري - كونستانتين إدواردوفيتش تسيولكوفسكي. مستوحى من برج إيفل الذي رآه في باريس، وصف رؤيته لمصعد فضائي على شكل برج بارتفاع هائل. سيكون قمته في مدار مركزه الأرض.

يعتمد برج المصعد على مواد قوية تمنع الضغط - لكن الأفكار الحديثة للمصاعد الفضائية لا تزال تعتبر نسخة ذات كابلات يجب أن تكون ذات قوة شد. تم اقتراح هذه الفكرة لأول مرة في عام 1959 من قبل عالم روسي آخر، يوري نيكولايفيتش أرتسوتانوف. نُشر أول عمل علمي يتضمن حسابات تفصيلية عن مصعد فضائي على شكل كابل في عام 1975، وفي عام 1979 قام آرثر سي. كلارك بنشره في عمله "ينابيع الجنة".

على الرغم من أن الأنابيب النانوية معروفة حاليًا بأنها أقوى المواد، والوحيدة المناسبة لبناء مصعد على شكل كابل يمتد من قمر صناعي ثابت بالنسبة إلى الأرض، إلا أن قوة الأنابيب النانوية التي تم الحصول عليها في المختبر ليست كافية بعد للوصول إلى القوة المحسوبة.

من الناحية النظرية، يجب أن تكون قوة الأنابيب النانوية أكثر من 120 جيجا باسكال، ولكن من الناحية العملية، كانت أعلى استطالة للأنابيب النانوية أحادية الجدار هي 52 جيجا باسكال، وفي المتوسط تنكسر في حدود 30-50 جيجا باسكال. يتطلب المصعد الفضائي مواد ذات قوة تتراوح بين 65-120 جيجا باسكال.

في أواخر العام الماضي، عرض أكبر مهرجان أمريكي للأفلام الوثائقية، DocNYC، فيلم Sky Line، الذي يصف محاولات المهندسين الأمريكيين لبناء مصعد فضائي - بما في ذلك المشاركين في مسابقة NASA X-Prize.

الشخصيات الرئيسية في الفيلم هي برادلي إدواردز ومايكل لين. إدواردز هو عالم فيزياء فلكية يعمل على فكرة المصعد الفضائي منذ عام 1998. لين هو رجل أعمال ومؤسس شركة LiftPort، وهي شركة تروج للاستخدام التجاري لأنابيب الكربون النانوية.

في أواخر التسعينيات وأوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، قام إدواردز، بعد حصوله على منح من وكالة ناسا، بتطوير فكرة المصعد الفضائي بشكل مكثف، وحساب وتقييم جميع جوانب المشروع. تظهر جميع حساباته أن هذه الفكرة قابلة للتنفيذ - فقط في حالة ظهور ألياف قوية بما يكفي للكابل.

تعاون إدواردز لفترة وجيزة مع LiftPort للحصول على تمويل لمشروع المصعد، ولكن بسبب الخلافات الداخلية، لم يتحقق المشروع أبدًا. تم إغلاق LiftPort في عام 2007، على الرغم من أنها نجحت قبل عام في إظهار روبوت يتسلق كابلًا رأسيًا يبلغ طوله ميلًا واحدًا معلقًا من البالونات كجزء من إثبات المفهوم لبعض تقنياتها.

هذه المساحة الخاصة، التي تركز على الصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام، يمكن أن تحل محل تطوير المصاعد الفضائية بالكامل في المستقبل المنظور. ووفقا له، فإن المصعد الفضائي جذاب فقط لأنه يوفر طرقا أرخص لتوصيل البضائع إلى المدار، ويتم تطوير الصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام على وجه التحديد لتقليل تكلفة هذا التسليم.

يلقي إدواردز باللوم في ركود الفكرة على عدم وجود دعم حقيقي للمشروع. "هكذا تبدو المشاريع التي يطورها مئات الأشخاص المنتشرين حول العالم كهواية. ولن يتم إحراز أي تقدم جدي إلا إذا كان هناك دعم حقيقي وسيطرة مركزية".

الوضع مع تطور فكرة المصعد الفضائي في اليابان مختلف. وتشتهر البلاد بتطوراتها في مجال الروبوتات، ويعتبر الفيزيائي الياباني سوميو إيجيما رائدا في مجال الأنابيب النانوية. فكرة المصعد الفضائي تكاد تكون وطنية هنا.

تتعهد شركة أوباياشي اليابانية بتقديم مصعد لمساحة العمل بحلول عام 2050. ويقول الرئيس التنفيذي للشركة، يوجي إيشيكاوا، إنهم يعملون مع مقاولين من القطاع الخاص والجامعات المحلية لتحسين تكنولوجيا الأنابيب النانوية الحالية.

ويقول إيشيكاوا إنه على الرغم من أن الشركة تدرك مدى تعقيد المشروع، إلا أنها لا ترى أي عقبات أساسية أمام تنفيذه. ويعتقد أيضًا أن شعبية فكرة المصعد الفضائي في اليابان ترجع إلى الحاجة إلى وجود نوع من الفكرة الوطنية التي توحد الناس على خلفية الوضع الاقتصادي الصعب في العقدين الماضيين.

ويثق إيشيكاوا أنه على الرغم من أن فكرة بهذا الحجم لا يمكن تحقيقها على الأرجح إلا من خلال التعاون الدولي، إلا أن اليابان يمكن أن تصبح قاطرة لها بسبب الشعبية الكبيرة للمصعد الفضائي في البلاد.

وفي الوقت نفسه، حصلت شركة الفضاء والدفاع الكندية Thoth Technology على براءة الاختراع الأمريكية رقم 9,085,897 في الصيف الماضي لنسختها من المصعد الفضائي. وبشكل أكثر دقة، يتضمن المفهوم بناء برج يحتفظ بصلابته بفضل الغاز المضغوط.

ومن المفترض أن ينقل البرج البضائع إلى ارتفاع 20 كيلومترًا، حيث سيتم إطلاقها إلى المدار باستخدام الصواريخ التقليدية. وهذا الخيار الوسيط، بحسب حسابات الشركة، سيوفر ما يصل إلى 30% من الوقود مقارنة بالصاروخ.

ووفقا للحسابات النظرية، يبدو أنها مادة مناسبة. إذا افترضنا مدى ملاءمتها لتصنيع الكابلات، فإن إنشاء مصعد فضائي يعد مشكلة هندسية قابلة للحل، على الرغم من أنها تتطلب استخدام التطورات المتقدمة و. وتقوم ناسا بالفعل بتمويل التطورات ذات الصلة في المعهد الأمريكي للبحث العلمي، بما في ذلك تطوير مصعد قادر على التحرك بشكل مستقل على طول الكابل. من المفترض أن تكون هذه الطريقة في المستقبل أرخص بكثير من استخدام مركبات الإطلاق.

يوتيوب الموسوعي

1 / 5

✪ مصعد الفضاء، تذكرتنا إلى الفضاء!

✪ مصعد فضائي إلى القمر | قفزة عظيمة

✪ مصعد فضائي. الحلم والواقع. أو الخيال؟

✪ سيتم بناء مصعد فضائي بطول 20 كيلومترًا في كندا

✪ مصعد الفضاء (قراءة ألكسندر كوتوف)

ترجمات

تصميم

تكنولوجيا نسج هذه الألياف لا تزال في مهدها.

وفقا لبعض العلماء، حتى أنابيب الكربون النانوية لن تكون قوية بما يكفي لصنع كابل مصعد فضائي.

في يونيو 2013، أعلن مهندسون من جامعة كولومبيا في الولايات المتحدة عن إنجاز جديد: بفضل التكنولوجيا الجديدة لإنتاج الجرافين، من الممكن الحصول على صفائح بحجم قطري يبلغ عدة عشرات من السنتيمترات وقوة أقل بنسبة 10٪ فقط من النظرية.

سماكة الكابل

يجب أن يتحمل المصعد الفضائي وزنه على الأقل، وهو وزن كبير نظرًا لطول الكابل. تزيد السماكة من ناحية من قوة الكابل، ومن ناحية أخرى تزيد من وزنه، وبالتالي القوة المطلوبة. سيختلف الحمل عليه في أماكن مختلفة: في بعض الحالات، يجب أن يتحمل جزء من الكابل وزن الأجزاء الموجودة أدناه، وفي حالات أخرى يجب أن يتحمل قوة الطرد المركزي التي تحمل الأجزاء العلوية من الكابل في المدار. لتحقيق هذا الشرط وتحقيق الأمثلية للكابل عند كل نقطة، سيكون سمكه متغيرًا.

A (r) = A 0 exp ⁡ [ ρ s [ 1 2 ω 2 (r 0 2 − r 2) + g 0 r 0 (1 − r 0 r) ] ] (\displaystyle A(r)=A_(0 )\ \exp \left[(\frac (\rho )(s))\left[(\begin(matrix)(\frac (1)(2))\end(matrix))\omega ^(2)( r_(0)^(2)-r^(2))+g_(0)r_(0)(1-(\frac (r_(0))(r)))\right]\right])

هنا ا (ص) (\displaystyle A(r))- مساحة المقطع العرضي للكابل كدالة للمسافة ص (\displaystyle r)من مركزأرض.

تستخدم الصيغة الثوابت التالية:

وبالتالي فإن نسبة مساحات المقطع العرضي للكابل عند القاعدة وعند GSO ( ص= 42,164 كم) هو: A (r G E O) A 0 = exp ⁡ [ ρ s × 4, 832 × 10 7 m 2 s 2 ] (\displaystyle (\frac (A(r_(\mathrm (GEO))))(A_(0)) )=\exp \left[(\frac (\rho )(s))\times 4.832\times 10^(7)\,\mathrm (\frac (m^(2))(s^(2))) \يمين])

وبالتعويض هنا عن الكثافة والقوة بمواد مختلفة وأقطار كابلات مختلفة على مستوى الأرض، نحصل على جدول بأقطار الكابلات على مستوى GSO. تجدر الإشارة إلى أن الحساب تم إجراؤه بشرط أن يقف المصعد "بذاته" بدون تحميل - نظرًا لأن مادة الكابل تتعرض بالفعل للتوتر من وزنها (وهذه الأحمال قريبة من الحد الأقصى المسموح به لهذا الغرض) مادة).

قطر الكابل عند مستوى الخليج، حسب قطره عند مستوى الأرض،
للمواد المختلفة (محسوبة باستخدام أحدث صيغة)، م

مادة	كثافة ρ (\displaystyle \rho )، كجم÷م 3	قوة الشد س (\displaystyle s)، بنسلفانيا	قطر الكابل عند مستوى الأرض
مادة	كثافة ρ (\displaystyle \rho )، كجم÷م 3	قوة الشد س (\displaystyle s)، بنسلفانيا	1 ملم	1 سم	10 سم	1 م
الصلب المدرفلة على الساخن St3	7760	0.37 10 9	1.31 10 437	1.31 10 438	1.31 10 439	1.31 10 440
سبائك الصلب عالية 30KhGSA	7780	1.4 10 9	4.14 10 113	4.14 10 114	4.14 10 115	4.14 10 116
ويب	1000	2.5 10 9	0.248 10 6	2.48 10 6	24.8 10 6	248 10 6
ألياف الكربون الحديثة	1900	4 10 9	9.269 10 6	92.69 10 6	926.9 10 6	9269 10 6
أنابيب الكربون النانوية	1900	90 10 9	2.773·10 -3	2.773·10 -2	2.773·10 -1	2.773

وبالتالي، فمن غير الواقعي بناء مصعد من الفولاذ الإنشائي الحديث. السبيل الوحيد للخروج هو البحث عن المواد ذات الكثافة المنخفضة و/أو القوة العالية جدًا.

على سبيل المثال، يتضمن الجدول أنسجة العنكبوت (حرير العنكبوت). هناك العديد من المشاريع الغريبة لإنتاج الشبكات في "مزارع العناكب". في الآونة الأخيرة، ظهرت تقارير تفيد أنه بمساعدة الهندسة الوراثية، كان من الممكن إدخال جين عنكبوتي في جسم الماعز، يقوم بتشفير بروتين شبكة العنكبوت. الآن يحتوي حليب الماعز المعدل وراثيا على بروتين العنكبوت. لا يزال من غير المعروف ما إذا كان من الممكن الحصول من هذا البروتين على مادة تشبه شبكة العنكبوت في خصائصها. ولكن، وفقا للصحافة، فإن مثل هذه التطورات جارية

الاتجاه الواعد الآخر هو ألياف الكربون وأنابيب الكربون النانوية. يتم استخدام ألياف الكربون بنجاح في الصناعة اليوم. إن الأنابيب النانوية أقوى بنحو 20 مرة، لكن تكنولوجيا إنتاج هذه المادة لم تخرج من المختبر بعد. تم بناء الجدول على افتراض أن كثافة الكابل المصنوع من الأنابيب النانوية هي نفس كثافة ألياف الكربون.

فيما يلي عدة طرق أكثر غرابة لبناء مصعد فضائي:

ثقل الموازنة

يمكن إنشاء ثقل الموازنة بطريقتين - عن طريق ربط جسم ثقيل (على سبيل المثال، كويكب أو مستوطنة فضائية أو رصيف فضائي) خارج المدار الثابت بالنسبة للأرض، أو عن طريق مد الحبل نفسه لمسافة كبيرة خارج المدار الثابت بالنسبة للأرض. الخيار الثاني مثير للاهتمام لأنه من الأسهل إطلاق الأحمال على الكواكب الأخرى من نهاية الكابل الممدود، لأنه يحتوي على سرعة كبيرة بالنسبة للأرض.

الزخم الزاوي والسرعة والميل

وتزداد السرعة الأفقية لكل قسم من الكابل مع الارتفاع بما يتناسب مع المسافة إلى مركز الأرض، فتصل إلى السرعة الكونية الأولى في المدار الثابت بالنسبة للأرض. لذلك، عند رفع حمولة، فإنها تحتاج إلى اكتساب زخم زاوي إضافي (السرعة الأفقية).

يتم الحصول على الزخم الزاوي بسبب دوران الأرض. في البداية، يتحرك المصعد بشكل أبطأ قليلاً من الكابل (تأثير كوريوليس)، وبالتالي "يبطئ" الكابل ويحرفه قليلاً نحو الغرب. عند سرعة الصعود 200 كم/ساعة، سوف يميل الكابل بمقدار درجة واحدة. يقوم المكون الأفقي للتوتر في كابل غير عمودي بسحب الحمل إلى الجانب، مما يؤدي إلى تسريعه في الاتجاه الشرقي (انظر الرسم البياني) - ونتيجة لذلك، يكتسب المصعد سرعة إضافية. وفقًا لقانون نيوتن الثالث، فإن الكابل يبطئ حركة الأرض بمقدار صغير، والثقل الموازن بمقدار أكبر بكثير؛ ونتيجة لتباطؤ دوران الثقل الموازن، سيبدأ الكابل بالالتفاف حول الأرض.

وفي الوقت نفسه، فإن تأثير قوة الطرد المركزي يجبر الكابل على العودة إلى الوضع الرأسي المناسب للطاقة [ ]، بحيث يكون في حالة توازن مستقر. إذا كان مركز ثقل المصعد دائمًا فوق المدار الثابت بالنسبة للأرض، بغض النظر عن سرعة المصعد، فلن يسقط.

بحلول الوقت الذي تصل فيه الحمولة إلى المدار الثابت بالنسبة للأرض (GSO)، يكون زخمها الزاوي كافيًا لإطلاق الحمولة إلى المدار. إذا لم يتم تحرير الحمل من الكبل، فعند التوقف عموديًا عند مستوى GSO، سيكون في حالة توازن غير مستقر، ومع دفعة متناهية الصغر إلى الأسفل، سيترك GSO ويبدأ في السقوط على الأرض عموديًا التسارع، مع التباطؤ في الاتجاه الأفقي. سيتم نقل فقدان الطاقة الحركية من المكون الأفقي أثناء الهبوط من خلال الكابل إلى الزخم الزاوي لدوران الأرض، مما يسرع دورانها. عند دفعه لأعلى، سيترك الحمل أيضًا GSO، ولكن في الاتجاه المعاكس، أي أنه سيبدأ في الارتفاع على طول الكابل مع تسارع من الأرض، ليصل إلى السرعة النهائية في نهاية الكابل. وبما أن السرعة النهائية تعتمد على طول الكابل، فيمكن بالتالي تحديد قيمتها بشكل تعسفي. تجدر الإشارة إلى أن تسارع وزيادة الطاقة الحركية للحمل أثناء الرفع، أي تفككه في دوامة، سيحدث بسبب دوران الأرض، والذي سيتباطأ. هذه العملية قابلة للعكس تمامًا، أي إذا وضعت حملًا على نهاية الكابل وبدأت في خفضه، وضغطه بشكل حلزوني، فإن الزخم الزاوي لدوران الأرض سيزداد وفقًا لذلك.

عند خفض الحمل، ستحدث العملية العكسية، وإمالة الكابل إلى الشرق.

انطلق إلى الفضاء

لتحقيق سرعات أكبر، يمكنك إطالة الكابل أو تسريع الحمل باستخدام الكهرومغناطيسية.

على الكواكب الأخرى

يمكن بناء مصعد فضائي على كواكب أخرى. علاوة على ذلك، كلما انخفضت الجاذبية على الكوكب وكلما زادت سرعة دورانه، أصبح تنفيذ البناء أسهل.

ومن الممكن أيضًا مد مصعد فضائي بين جسمين سماويين يدوران حول بعضهما البعض ويواجهان بعضهما البعض باستمرار (على سبيل المثال، بين بلوتو وشارون أو بين مكونات الكويكب المزدوج (90) المضاد)، ولكن بما أن مداراتهما ليست كذلك دائرة دقيقة، سيكون من الضروري جهاز لتغيير طول هذا المصعد باستمرار. في هذه الحالة، يمكن استخدام المصعد ليس فقط لنقل البضائع إلى الفضاء، ولكن أيضًا "للسفر بين الكواكب".

بناء

يتم البناء من محطة ثابتة بالنسبة للأرض. ينحدر أحد طرفيه إلى سطح الأرض ممتدًا بقوة الجاذبية. والآخر، لتحقيق التوازن، هو في الاتجاه المعاكس، ويتم سحبه بواسطة قوة الطرد المركزي. وهذا يعني أنه يجب تسليم جميع مواد البناء إلى المدار الثابت بالنسبة للأرض بالطريقة التقليدية. أي أن تكلفة توصيل المصعد الفضائي بالكامل إلى المدار الثابت بالنسبة للأرض هي الحد الأدنى لسعر المشروع.

التوفير في استخدام المصعد الفضائي

من المفترض أن المصعد الفضائي سيقلل بشكل كبير من تكلفة إرسال البضائع إلى الفضاء. إن بناء المصاعد الفضائية مكلف، لكن تكاليف تشغيلها منخفضة، لذا من الأفضل استخدامها لفترات طويلة من الزمن لنقل كميات كبيرة جدًا من البضائع. حاليًا، سوق إطلاق الشحن ليس كبيرًا بما يكفي لتبرير بناء مصعد، لكن التخفيض الكبير في السعر يجب أن يؤدي إلى توسع السوق.

الإنجازات

في مسابقة الرفع، يجب على الروبوت التغلب على مسافة محددة، وتسلق كابل عمودي بسرعة لا تقل عن تلك التي تحددها القواعد (في مسابقة عام 2007، كانت المعايير كما يلي: طول الكابل - 100 متر، الحد الأدنى للسرعة - 2 م/ث، والسرعة التي يجب تحقيقها هي 10 م/ث) . وكانت أفضل نتيجة لعام 2007 هي قطع مسافة 100 متر بمتوسط سرعة 1.8 م/ث.

بلغ إجمالي جوائز مسابقة Space Elevator Games في عام 2009 4 ملايين دولار.

لا تشمل المنافسة مجموعة ليفتبورت، التي اكتسبت سمعة سيئة بسبب ادعاءاتها بإطلاق مصعد فضائي في عام 2018 (تم تأجيله لاحقًا إلى عام 2031). تجري شركة Liftport تجاربها الخاصة، على سبيل المثال، في عام 2006، تسلق المصعد الآلي حبلًا قويًا ممتدًا باستخدام البالونات. من أصل كيلومتر ونصف، تمكن المصعد من تغطية 460 مترًا فقط. في أغسطس وسبتمبر 2012، أطلقت الشركة مشروعًا لجمع الأموال لإجراء تجارب جديدة مع المصعد على موقع Kickstarter الإلكتروني. اعتمادًا على الكمية التي تم جمعها، من المخطط رفع الروبوت لمسافة كيلومترين أو أكثر.

كما أعلنت مجموعة LiftPort عن استعدادها لبناء مصعد فضائي تجريبي على القمر، بناءً على التقنيات الحالية. يقول رئيس الشركة مايكل لين إن بناء مثل هذا المصعد قد يستغرق ثماني سنوات. الاهتمام بالمشروع أجبر الشركة على تحديد هدف جديد وهو إعداد المشروع وجمع أموال إضافية لبدء دراسة جدوى ما يسمى "المصعد القمري". ووفقا للين، فإن بناء مثل هذا المصعد سيستغرق سنة واحدة وسيكلف 3 ملايين دولار. لقد لفت متخصصو ناسا الانتباه بالفعل إلى مشروع LiftGroup. تعاون مايكل لين مع وكالة الفضاء الأمريكية في مشروع مصعد فضائي.

مشاريع مماثلة

المصعد الفضائي ليس المشروع الوحيد الذي يستخدم الحبال لإطلاق الأقمار الصناعية في المدار. أحد هذه المشاريع هو Orbital Skyhook (الخطاف المداري). ويستخدم سكاي هوك حبلا ليس طويلا مقارنة بالمصعد الفضائي الموجود في مدار أرضي منخفض ويدور بسرعة حول الجزء الأوسط منه. ونتيجة لهذا، يتحرك أحد طرفي الكابل بالنسبة إلى الأرض بسرعة منخفضة نسبيًا، ويمكن تعليق الأحمال من الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت. في الوقت نفسه، يعمل تصميم Skyhook مثل دولاب الموازنة العملاقة - وهو تراكم عزم الدوران والطاقة الحركية. ميزة مشروع Skyhook هي جدواه باستخدام التقنيات الحالية. الجانب السلبي هو أن Skyhook يستخدم الطاقة الناتجة عن حركته لإطلاق الأقمار الصناعية، وسوف تحتاج هذه الطاقة إلى التجديد بطريقة ما.

مشروع شبكة الستراتوسفير لناطحات السحاب. المشروع عبارة عن شبكة من المصاعد المدارية، متحدة في أشكال سداسية، تغطي الكوكب بأكمله. عند الانتقال إلى المراحل التالية من البناء، تتم إزالة الدعامات، ويستخدم إطار شبكة المصعد لبناء مستوطنة ستراتوسفيرية عليه. يوفر المشروع العديد من المناطق السكنية.

مصعد الفضاء في أعمال مختلفة

يستخدم كتاب روبرت هاينلين يوم الجمعة مصعدًا فضائيًا يسمى "شجرة الفاصولياء"
في فيلم اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية بيتكا في الفضاء عام 1972، تخترع الشخصية الرئيسية مصعدًا فضائيًا.
أحد أعمال آرثر كلارك الشهيرة، نوافير الجنة، مبني على فكرة المصعد الفضائي. بالإضافة إلى ذلك، يظهر مصعد الفضاء في الجزء الأخير من رباعيته الشهيرة A Space Odyssey (3001: The Last Odyssey).
في ستار تريك: فوييجر الحلقة 3.19، "Rise"، يساعد المصعد الفضائي الطاقم على الهروب من كوكب ذي جو خطير.
الحضارة IV لديها مصعد فضائي. ها هو واحد من "المعجزات الكبرى" اللاحقة.
تذكر رواية الخيال العلمي لتيموثي زان "دودة القز" ("سبينريت"، 1985) كوكبًا قادرًا على إنتاج ألياف فائقة. أراد أحد السباقات المهتمة بالكوكب الحصول على هذه الألياف خصيصًا لبناء مصعد فضائي.
في رواية الخيال العلمي لفرانك شاتزينج "الحد"، يعمل المصعد الفضائي كنقطة مركزية للمكائد السياسية في المستقبل القريب.
في رواية سيرجي لوكيانينكو "النجوم - الألعاب الباردة"، قامت إحدى الحضارات خارج كوكب الأرض، في عملية التجارة بين النجوم، بتسليم الأرض خيوطًا فائقة القوة يمكن استخدامها لبناء مصعد فضائي. لكن الحضارات خارج كوكب الأرض أصرت حصريًا على استخدامها للغرض المقصود منها - وهو المساعدة أثناء الولادة.
في رواية الخيال العلمي التي كتبها J. Scalzi "محكوم عليها بالنصر" (المهندس Scalzi، John. حرب الرجل العجوز) تستخدم أنظمة المصاعد الفضائية بنشاط على الأرض والعديد من المستعمرات الأرضية وبعض الكواكب من الأجناس الذكية الأخرى المتطورة للغاية للتواصل مع أرصفة السفن بين النجوم.
في رواية الخيال العلمي للكاتب ألكسندر جروموف، "غدًا سيأتي الخلود"، تدور الحبكة حول حقيقة وجود مصعد فضائي. هناك جهازان - مصدر وجهاز استقبال، باستخدام "شعاع الطاقة"، قادر على رفع "كابينة" المصعد إلى المدار.
تقدم رواية الخيال العلمي لألستير رينولدز "Abyss City" وصفًا تفصيليًا لهيكل وعمل المصعد الفضائي وتصف عملية تدميره (نتيجة هجوم إرهابي).
رواية الخيال العلمي لتيري براتشيت ستراتا تعرض الخط، وهو جزيء اصطناعي طويل للغاية يستخدم كمصعد فضائي.
في رواية الخيال العلمي لجراهام ماكنيل Mechanicum، توجد المصاعد الفضائية على المريخ وتسمى أبراج تسيولكوفسكي
مذكور في أغنية مجموعة Zvuki Mu "Elevator to Heaven".
في بداية لعبة Sonic Colors، يمكن رؤية Sonic وTails وهما يستقلان المصعد الفضائي للوصول إلى Dr. Eggman's Park.
في كتاب ألكسندر زوريش "Somnambulist 2" من سلسلة Ethnogenesis، يسافر الشخصية الرئيسية ماتفي جوميلوف (بعد زرع شخصية بديلة - مكسيم فيرخوفتسيف، الطيار الشخصي للرفيق ألفا، رئيس "Star Fighters") في مصعد مداري.
في قصة «الثعبان» لكاتب الخيال العلمي ألكسندر جروموف، يستخدم الأبطال مصعدًا فضائيًا «في الطريق» من القمر إلى الأرض.
ضمن سلسلة روايات الخيال العلمي

واليوم، تستكشف المركبات الفضائية القمر والشمس والكواكب والكويكبات والمذنبات والفضاء بين الكواكب. لكن الصواريخ التي تعمل بالوقود الكيميائي لا تزال وسيلة باهظة الثمن ومنخفضة الطاقة لدفع الحمولات إلى ما هو أبعد من جاذبية الأرض. لقد وصلت تكنولوجيا الصواريخ الحديثة عمليا إلى حدود القدرات التي تحددها طبيعة التفاعلات الكيميائية. هل وصلت البشرية إلى طريق مسدود تكنولوجي؟ لا على الإطلاق، إذا نظرت إلى الفكرة القديمة للمصعد الفضائي.

عند الأصول

أول شخص فكر بجدية في كيفية التغلب على جاذبية الكوكب باستخدام تقنية "السحب" كان أحد مطوري المركبات النفاثة، فيليكس زاندر. على عكس الحالم والمخترع بارون مونشاوزن، اقترح زاندر خيارًا علميًا لمصعد فضائي للقمر. هناك نقطة على المسار بين القمر والأرض حيث توازن قوى الجاذبية لهذه الأجسام بعضها البعض. وتقع على مسافة 60 ألف كيلومتر من القمر. كلما اقتربنا من القمر، ستكون جاذبية القمر أقوى من جاذبية الأرض، وكلما ابتعدنا عنها ستكون أضعف. لذا، إذا قمت بتوصيل القمر بكابل إلى بعض الكويكبات المتبقية، على سبيل المثال، على مسافة 70 ألف كيلومتر من القمر، فإن الكابل فقط هو الذي سيمنع الكويكب من السقوط إلى الأرض. سيتم تمديد الكابل باستمرار بقوة الجاذبية، وعلى طوله سيكون من الممكن الارتفاع من سطح القمر إلى ما هو أبعد من الجاذبية القمرية. من الناحية العلمية، هذه فكرة صحيحة تمامًا. لم يحظ على الفور بالاهتمام الذي يستحقه فقط لأنه في زمن زاندر لم تكن هناك ببساطة مواد لا ينكسر الكابل منها تحت ثقله.

"في عام 1951، قام البروفيسور بكمنستر فولر بتطوير جسر دائري عائم حول خط استواء الأرض. كل ما هو مطلوب لجعل هذه الفكرة حقيقة هو مصعد فضائي. ومتى سنحصل عليه؟ لا أود أن أخمن، لذا سأقوم بتعديل الإجابة التي قدمها آرثر كانترويتز عندما سأله أحدهم سؤالاً حول نظام إطلاق الليزر الخاص به. سيتم بناء المصعد الفضائي بعد 50 عامًا من توقف الناس عن الضحك على الفكرة. (“المصعد الفضائي: تجربة فكرية أم مفتاح للكون؟” خطاب في المؤتمر الدولي الثلاثين للملاحة الفضائية، ميونيخ، 20 سبتمبر 1979.)

الأفكار الأولى

أيقظت النجاحات الأولى لرواد الفضاء خيال المتحمسين مرة أخرى. في عام 1960، لفت المهندس السوفيتي الشاب، يوري أرتسوتانوف، الانتباه إلى ميزة مثيرة للاهتمام لما يسمى بالأقمار الصناعية المستقرة بالنسبة إلى الأرض (GSS). وتقع هذه الأقمار الصناعية في مدار دائري بالضبط في مستوى خط استواء الأرض ولها فترة مدارية تساوي طول يوم الأرض. ولذلك، فإن القمر الصناعي المستقر بالنسبة إلى الأرض يحوم باستمرار فوق نفس النقطة على خط الاستواء. اقترح أرتسوتانوف ربط GSS بكابل إلى نقطة تقع تحته على خط استواء الأرض. سيكون الكابل بلا حراك بالنسبة للأرض، وعلى طوله تقترح فكرة إطلاق كابينة مصعد إلى الفضاء. هذه الفكرة المشرقة استحوذت على عقول الكثيرين. حتى أن الكاتب الشهير آرثر سي كلارك كتب رواية خيال علمي بعنوان "نوافير الجنة"، حيث ترتبط الحبكة بأكملها ببناء مصعد فضائي.

مشاكل المصاعد

واليوم، أصبحت فكرة المصعد الفضائي على نظام GSS قيد التنفيذ بالفعل في الولايات المتحدة الأمريكية واليابان، بل ويتم تنظيم مسابقات بين مطوري هذه الفكرة. تهدف الجهود الرئيسية للمصممين إلى العثور على مواد يمكن من خلالها صنع كابل بطول 40 ألف كيلومتر، قادر على تحمل ليس فقط وزنه، ولكن أيضًا وزن الأجزاء الهيكلية الأخرى. إنه لأمر رائع أن يتم بالفعل اختراع مادة مناسبة للكابل. هذه هي أنابيب الكربون النانوية. قوتها أعلى بعدة مرات مما هو مطلوب لمصعد فضائي، لكننا ما زلنا بحاجة إلى تعلم كيفية صنع خيط خالٍ من العيوب من هذه الأنابيب يبلغ طوله عشرات الآلاف من الكيلومترات. ليس هناك شك في أن مثل هذه المشكلة التقنية سيتم حلها عاجلاً أم آجلاً.

من الأرض إلى المدار الأرضي المنخفض، يتم تسليم البضائع بواسطة صواريخ الوقود الكيميائي التقليدية. ومن هناك، تقوم القاطرات المدارية بإسقاط البضائع على "منصة المصعد السفلية"، والتي يتم تثبيتها بشكل آمن بواسطة كابل متصل بالقمر. مصعد ينقل البضائع إلى القمر. ونظرًا لغياب الحاجة إلى الكبح (والصواريخ نفسها) في المرحلة الأخيرة وأثناء الصعود من القمر، فمن الممكن تحقيق وفورات كبيرة في التكاليف. ولكن، على عكس الموصوف في المقال، فإن هذا التكوين يكرر عمليا فكرة زاندر ولا يحل مشكلة إزالة الحمولة من الأرض، مع الحفاظ على تكنولوجيا الصواريخ لهذه المرحلة.

المهمة الثانية والجادة أيضًا في طريق بناء مصعد فضائي هي تطوير محرك للمصعد ونظام إمداده بالطاقة. بعد كل شيء، يجب أن تصعد المقصورة لمسافة 40 ألف كيلومتر دون التزود بالوقود حتى نهاية التسلق! ولم يتوصل أحد بعد إلى كيفية تحقيق ذلك.

توازن غير مستقر

لكن الصعوبة الأكبر، وحتى التي لا يمكن التغلب عليها، التي يواجهها المصعد إلى قمر صناعي ثابت بالنسبة إلى الأرض ترتبط بقوانين الميكانيكا السماوية. إن GSS في مداره الرائع فقط بسبب توازن الجاذبية وقوة الطرد المركزي. وأي انتهاك لهذا التوازن يؤدي إلى تغيير القمر الصناعي مداره وترك "نقطة وقوفه". حتى التباينات الصغيرة في مجال الجاذبية الأرضية، وقوى المد والجزر للشمس والقمر، وضغط ضوء الشمس تؤدي إلى حقيقة أن الأقمار الصناعية في المدار الثابت بالنسبة للأرض تنجرف باستمرار. ليس هناك أدنى شك في أنه تحت وطأة نظام المصعد، لن يتمكن القمر الصناعي من البقاء في المدار الثابت بالنسبة للأرض وسيسقط. ومع ذلك، هناك وهم بأنه من الممكن تمديد الحبل إلى ما هو أبعد من المدار الثابت بالنسبة للأرض ووضع ثقل موازن ضخم في نهايته البعيدة. للوهلة الأولى، فإن قوة الطرد المركزي المؤثرة على الثقل الموازن المرفق ستشد الكابل بحيث لا يتمكن الحمل الإضافي من الكابينة الذي يتحرك على طوله من تغيير موضع الثقل الموازن، وسيظل المصعد في وضع العمل. سيكون هذا صحيحًا إذا تم استخدام قضيب صلب غير قابل للثني بدلاً من الكابل المرن: فسيتم نقل طاقة دوران الأرض عبر القضيب إلى المقصورة، ولن تؤدي حركتها إلى ظهور قوة جانبية لا يتم تعويضه عن طريق توتر الكابل. وهذه القوة ستؤدي حتماً إلى تعطيل الاستقرار الديناميكي للمصعد القريب من الأرض، وسوف ينهار!

ملعب سماوي

لحسن الحظ بالنسبة لأبناء الأرض، فإن الطبيعة تخبئ لنا حلاً رائعًا - القمر. ليس القمر ضخمًا جدًا لدرجة أنه لا يمكن لأي مصاعد تحريكه فحسب، بل إنه أيضًا في مدار دائري تقريبًا وفي نفس الوقت يواجه الأرض دائمًا بجانب واحد! الفكرة تقترح نفسها ببساطة، وهي مد مصعد بين الأرض والقمر، مع تأمين كابل المصعد عند طرف واحد فقط، على القمر. يمكن خفض الطرف الثاني من الكابل تقريبًا إلى الأرض نفسها، وسوف تسحبه قوة الجاذبية كخيط على طول الخط الذي يربط بين مراكز كتلة الأرض والقمر. ويجب عدم السماح للطرف الحر بالوصول إلى سطح الأرض. يدور كوكبنا حول محوره، وبالتالي ستكون سرعة نهاية الكابل حوالي 400 متر في الثانية بالنسبة لسطح الأرض، أي التحرك في الغلاف الجوي بسرعة أكبر من سرعة الصوت. لا يمكن لأي هيكل أن يتحمل مثل هذه المقاومة للهواء. ولكن إذا قمت بخفض عربة المصعد إلى ارتفاع 30-50 كم، حيث يكون الهواء مخلخلًا تمامًا، فيمكن إهمال مقاومته. ستبقى سرعة المقصورة حوالي 0.4 كم/ثانية، ويمكن الوصول إلى هذه السرعة بسهولة بواسطة طائرات الستراتوبلان الحديثة على ارتفاعات عالية. من خلال الطيران إلى مقصورة المصعد والالتحام بها (تم تطوير تقنية الالتحام هذه منذ فترة طويلة سواء في بناء الطائرات للتزود بالوقود أثناء الطيران أو في المركبات الفضائية)، يمكنك نقل الحمولة من جانب الطائرة إلى المقصورة أو إلى الخلف . بعد ذلك، ستبدأ مقصورة المصعد بالصعود إلى القمر، وستعود الطائرة الستراتوبلان إلى الأرض. بالمناسبة، يمكن ببساطة إسقاط البضائع التي يتم تسليمها من القمر من المقصورة بالمظلة والتقاطها آمنة وسليمة على الأرض أو في المحيط.

تجنب الاصطدامات

يجب أن يحل المصعد الذي يربط الأرض والقمر مشكلة أخرى مهمة. يوجد في الفضاء القريب من الأرض عدد كبير من المركبات الفضائية العاملة وعدة آلاف من الأقمار الصناعية غير النشطة وشظاياها وغيرها من الحطام الفضائي. سيؤدي الاصطدام بين المصعد وأي منهم إلى انقطاع الكابل. ولتجنب هذه المشكلة، يقترح جعل الجزء “السفلي” من الكابل، الذي يبلغ طوله 60 ألف كيلومتر، قابلاً للرفع وإزالته من منطقة حركة الأقمار الصناعية للأرض عندما لا تكون هناك حاجة إليه هناك. إن مراقبة مواقع الأجسام في الفضاء القريب من الأرض قادرة تمامًا على التنبؤ بالفترات التي ستكون فيها حركة عربة المصعد في هذه المنطقة آمنة.

ونش للمصعد الفضائي

يواجه المصعد الفضائي إلى القمر مشكلة خطيرة. تتحرك كابينة المصاعد التقليدية بسرعة لا تزيد عن بضعة أمتار في الثانية، وبهذه السرعة حتى الصعود إلى ارتفاع 100 كيلومتر (إلى الحد الأدنى للفضاء) يجب أن يستغرق أكثر من يوم. حتى لو تحركت بالسرعة القصوى لقطارات السكك الحديدية البالغة 200 كم/ساعة، فإن الرحلة إلى القمر ستستغرق ما يقرب من ثلاثة أشهر. من غير المرجح أن يكون هناك طلب على مصعد قادر على القيام برحلتين فقط إلى القمر سنويًا.

إذا قمت بتغطية الكابل بفيلم موصل فائق، فسيكون من الممكن التحرك على طول الكابل على وسادة مغناطيسية دون الاتصال بمادته. في هذه الحالة، سيكون من الممكن تسريع نصف الطريق وفرامل المقصورة في منتصف الطريق.

تظهر عملية حسابية بسيطة أنه مع تسارع قدره 1 جرام (أي ما يعادل الجاذبية المعتادة على الأرض)، ستستغرق الرحلة بأكملها إلى القمر 3.5 ساعة فقط، أي أن المقصورة ستكون قادرة على القيام بثلاث رحلات إلى القمر يوميًا . يعمل العلماء بنشاط على إنشاء الموصلات الفائقة التي تعمل في درجة حرارة الغرفة، ويمكن توقع ظهورها في المستقبل المنظور.

لرمي القمامة

ومن المثير للاهتمام أن نلاحظ أنه في منتصف الرحلة ستصل سرعة المقصورة إلى 60 كم/ثانية. إذا تم فصل الحمولة من المقصورة بعد التسارع، فيمكن توجيهها بهذه السرعة إلى أي نقطة في النظام الشمسي، إلى أي كوكب آخر. وهذا يعني أن المصعد المتجه إلى القمر سيكون قادرًا على توفير رحلات جوية خالية من الصواريخ من الأرض داخل النظام الشمسي.

وإمكانية إلقاء النفايات الضارة من الأرض إلى الشمس باستخدام المصعد ستكون غريبة تمامًا. نجمنا الأصلي هو فرن نووي يتمتع بهذه القوة بحيث أن أي نفايات، حتى المشعة، سوف تحترق دون أن يترك أثرا. لذا فإن المصعد الكامل إلى القمر لا يمكن أن يصبح الأساس للتوسع الفضائي للبشرية فحسب، بل يمكن أيضًا أن يصبح وسيلة لتطهير كوكبنا من إهدار التقدم التكنولوجي.