איור של אמן למערכת הובלת מעליות חלל מסיבית. גרסאות עתידיות של הטכנולוגיה יכולות לתקן את עצמן יום אחד.
(תמונה: © התאחדות מעליות החלל ביפן)
ניתן לבנות מעליות שטח למעבורת נוסעים ומטען למסלול וממנו באמצעות חומרים קיימים. אם הטכנולוגיה תביא השראה מהביולוגיה כדי לתקן את עצמה בעת הצורך, נמצא מחקר חדש.
להלכה, מעלית חלל מורכבת מכבל או צרור כבלים המשתרעים אלפי מיילים למשקל נגד בחלל. סיבוב כדור הארץ ישאיר את הכבלים מתוח, ורכבי מטפסים היו רוכבים למעלה ולמטה בכבל במהירות של רכבת.
הנסיעה במעלית חלל תארך ככל הנראה ימים. עם זאת, ברגע שנבנית מעלית חלל, טיול לחלל בטכנולוגיה יכול להיות הרבה יותר זול ובטוח יותר מאשר על רקטה. טכנולוגיית מעלית החלל נבחנת כעת בחיים האמיתיים בניסוי STARS-Me היפני (קיצור מעלית הלוויין-מיני-רובוטית-שטח אוטומטית Space Tethered) שהגיעה לתחנת החלל הבינלאומית בספטמבר 27 על סיפון חללית המטען הרובוטית HTV-7 של יפן. .
הרעיון של המעלית דמוי גבעול לחלל מתוארך ל"ניסוי מחשבה "משנת 1895, החלוץ הרוסי הרוסי קונסטנטין ציולקובסקי. מאז, "מגה-תשתיות" כאלה הופיעו לעתים קרובות במדע בדיוני. בעיית המפתח ביצירת מעליות חלל היא בניית כבל חזק מספיק בכדי לעמוד בכוחות יוצאי הדופן שהיו נתקלים בו. ['עמוד לשמיים': שאלות ותשובות בנושא מעלית חלל עם הסופר וויליאם פורסטכן]
אפשרות טבעית לבניית כבל מעלית חלל הם צינורות פחמן ברוחב ננומטר בלבד או מיליארדי מטר. מחקרים קודמים מצאו כי צינורות פחמן כאלה יכולים להראות חזקים פי מאה מפלדה במשקל של שישית.
עם זאת, נכון לעכשיו, מדענים יכולים ליצור צינורות פחמן באורך של עד 55 סנטימטרים לכל היותר. אלטרנטיבה אחת היא להשתמש בחומרים מרוכבים עמוסי צינורות פחמן, אך אלה אינם מספיק חזקים בפני עצמם.
כעת, החוקרים הציעו כי שאיבת השראה מהביולוגיה עשויה לעזור למהנדסים לבנות מעליות חלל באמצעות חומרים קיימים. "אני מקווה שזה יעודד מישהו לנסות לבנות את מעלית החלל", אמר ל- Space.com מחבר משותף שון סאן, מהנדס מכונות מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס בבולטימור.
השראה ביו-מעלית
המדענים ציינו שכאשר מהנדסים מתכננים מבנים, הם נדרשים לעיתים קרובות לחומרים שהמבנים הללו יפעלו רק במחצית מכוח המתיחה המרבי שלהם, או פחות מזה. קריטריון זה מגביל את הסיכוי להיכשל במבנים, מכיוון שהוא נותן להם מרחב להתמודד עם וריאציות בחוזק החומר או בנסיבות בלתי צפויות. [האם אי פעם נפסיק להשתמש ברקטות כדי להגיע לשטח?]
לעומת זאת, אצל בני אדם, גיד האכילס עומד באופן שגרתי במתח מכני קרוב מאוד אליו
חוזק מתיחה אולטימטיבי. החוקרים אמרו כי הביולוגיה יכולה לדחוף חומרים לגבולותיהם בגלל מנגנוני תיקון רציפים.
"עם תיקון עצמי, ניתן לתכנן מבנים הנדסיים בצורה שונה ואיתנה יותר", אמר סאן.
לדוגמא, המנוע המניע את המלקה הדומה לשוט בה חיידקים רבים משתמשים להנעה "מסתובב בערך 10,000 סל"ד [סיבובים לדקה], אך הוא גם מתקן באופן פעיל ומפנה את כל מרכיביו בסולם הזמן של דקות," סאן אמרה. "זה כמו שאתה נוהג בהמשך במהירות 160 קמ"ש תוך הוצאת המנועים והתמסורת שלך כדי להחליף אותם!"
החוקרים פיתחו מסגרת מתמטית כדי לנתח כמה זמן עשויה להימשך מעלית חלל אם חלקים מהמגביה שלה חוו באופן אקראי, אך המנג'קטורה הייתה בעלת תיקון עצמי
מנגנון. החוקרים גילו כי ניתן היה להקים מעלית חלל אמינה ביותר באמצעות חומרים קיימים כיום אם היא עברה שיעורי תיקון מתונים, כמו למשל מרובוטים.
לדוגמה, בהתחשב בסיבים הסינתטיים המסחריים הידועים בשם M5, "יתכן כי יש מסה של 4 מיליארד טון", אמר סאן. "זה בערך פי 10,000 מהמסה של הבניין הגבוה ביותר [בורג 'חליפה] בעולם. יותר מציאותי, משהו כמו קומפוזיט-צינור-צינור עשוי לעשות את העבודה."
סאן וסופר מוביל המחקר, דן פופסקו, דוקטורנט באוניברסיטת ג'ונס הופקינס, פירטו את ממצאיו ביום רביעי (17 באוקטובר) בכתב העת Journal of the Royal Society Interface.
