Svemirsko dizalo: razlika između inačica

Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
Addbot (razgovor | doprinosi)
m Bot: brisanje 37 međuwiki poveznica premještenih u stranicu d:q1473823 na Wikidati
sređivanje
Redak 1:
[[Datoteka:SpaceElevatorClimbing.jpg||mini|desno|300px|Jedna od idejazamisli za svemirsko dizalo, kada bi bio povezan na plutajuće postolje]]
[[Datoteka:SpaceElevatorInClouds.jpg|mini|desno|300px|Prikaz jedne od varijanti dizala]]
[[Datoteka:SpaceElevatorAnchor.jpg||mini|desno|300px|Jedna od idejazamisli za postolje svemirskog dizala, morska luka u oceanu]]
[[Datoteka:Kohlenstoffnanoroehre Animation.gif|mini|desno|300px|Ugljične nanocijevi su najbolji kandidat za materijal kabela]]
[[Datoteka:Space elevator balance of forces.svg|mini|desno|300px|Kako se dizalo diže gore, tako bi zauzelo nagib od 1º zbog [[Coriolisov učinak|Coriolisovog učinka]]]]
[[Datoteka:Tsiolkovsky.jpg|mini|desno|300px|[[Konstantin Ciolkovski]]]]
'''Svemirsko dizalo''' je [[Teorija|teoretska]] [[Konstrukcije|konstrukcija]], koja bi služila za prijevoz materijala, s površine Zemlje (ili nekog drugog planeta) do geostacionarne orbite, ne koristeći [[Raketa|raketni]] pogon. Ima više idejazamisli kako bi to trebalo izgledati, ali uglavnom svemirsko dizalo bi se sastojalo od dugačkog kabela, postolja, [[Dizalo|dizala]] i protuutega.
 
Prvi koji je iznio tu idejuzamisao je bio [[Konstantin Ciolkovski]], koji je 1895. predložio izgraditi toranj od Zemljine površine do geostacionarne orbite, visoka 35 786 km, nadahnut novoizgrađenim [[Eiffelov toranj|Eiffelovim tornjem]] u [[Pariz]]u. Njegov zamišljeni toranj bi imao [[Tlak|tlačno]] naprezanje, kao i velika većina [[zgrada]] i konstrukcija. Od 1959., ideja se mijenja i smatra se da bi konstrukcija trebala imati [[tlak|vlačno]] naprezanje, s protuutegom koji bi bio izvan geostacionarne orbite. Po toj varijanti [[Čelik-čelo|kabel]] bi trebao biti napet kao [[žica]] na [[Gitara|gitari]]. <ref> [http://www.g4tv.com/techtvvault/features/35657/Space_Elevator_Gets_Lift.html] "Space Elevator Gets Lift", 2007., Hirschfeld Bob, publisher = G4 Media, Inc., [http://web.archive.org/web/20050608080057/http://www.g4tv.com/techtvvault/features/35657/Space_Elevator_Gets_Lift.html] </ref>
 
Trenutno nemamo takav materijal kabela koji bi izdržao kritična naprezanja (specifična čvrstoća) za izgradnju svemirskog dizala na Zemlji, ali bi se mogao izgraditi na mjesecu i [[Mars]]u. Materijali koji obećavaju da je moguće napraviti takav kabel na Zemlji su ugljikove nanocijevi ili bor nitridne nanocijevi. <ref> [http://wiki.spaceelevator.com/@api/deki/files/6/=iac-04-iaa.3.8.2.01.edwards.pdf] "THE SPACE ELEVATOR DEVELOPMENT PROGRAM", Bradley C. Edwards</ref> <ref> [http://www.frc.ri.cmu.edu/~hpm/project.archive/1976.skyhook/papers/scasci.txt] "Non-Synchronous Orbital Skyhooks for the Moon and Mars with Conventional Materials", Hans Moravec, 1978.</ref>
 
Za ljudsku posadu u svemirskom dizalu, najkritičniji bi bio prolaz kroz [[Van Allenovi pojasevi zračenja|Van Allenove pojaseve zračenja]], gdje bi trebalabila potrebna zaštita od [[Radioaktivnost|radioaktivnog zračenja]].
 
== Povijest ==
Prvi koji je iznio tu ideju je bio [[Konstantin Ciolkovski]], koji je 1895. predložio gradnju tornja od površine Zemlje do geostacionarne orbite, visokog 35 786 km, nadahnut novoizgrađenim Eiffelovim tornjem u Parizu. Njegov zamišljeni toranj bio imao tlačno naprezanje, kao i velika većina zgrada i konstrukcija, što je dosta nerealan zadatak.
 
Godine 1959. [[Rusija|ruski]] znanstvenik JuriJurij Arsutanov je iznio ideju koja izgleda ostvarljivija. On je predložio korištenje umjetnog satelita u geostacionarnoj orbiti, s kojeg bi se mogla spustiti struktura prema Zemlji. U isto vrijeme bi se na drugu stranu postavljavao protuuteg, tako da bi centar gravitacije uvijek bio u umjetnom satelitu. Osim toga, predložio je da kabel ne treba biti iste debljine, većnego tanji na površini Zemlje i sve deblji prema umjetnom satelitu. <ref> [http://science.nasa.gov/headlines/y2000/ast07sep_1.htm] "The Audacious Space Elevator", publisher=NASA Science News, 2008.</ref>
 
== Fizika svemirskog dizala ==
=== Prividna gravitacijska sila ===
Svemirsko dizalo bi trebalo kružiti istom [[Brzina|brzinom]] kao i [[Zemlja]]. Tijelo u dizalu bi doživjelo dvije suprotne sile, [[Gravitacija|silu gravitacije]] prema središtu Zemlje i suprotnu [[Centrifugalna i centripetalna sila|centrifugalnu silu]]. Razlika tih dviju sila se naziva prividna gravitacijska sila, koja se može izračunati:
 
Redak 40:
Ako promatramo umjetni satelit u geostacionarnoj orbiti, bilo koji predmet bliži Zemlji bi padao prema Zemlji, dok bi bilo koji predmet iznad letio prema svemiru. Zbog toga bi kabel svemirskog dizala trebao biti u ravnoteži s protuutegom. Protuuteg bi mogao biti neki drugi kabel ili slično.
 
=== Presjek kabela ===
Glavni tehnički problem je pronaći materijal kabela koji bi mogao držati svoju vlastitu težinu dužine 35 786 km. Za bilo koji presjek tog kabela vrijedi:
 
Redak 63:
gdje je: <math>x = \omega^2 \cdot r_0/g_0</math>.
 
=== Materijal kabela ===
Materijal kabela bi trebao imati najmanju čvrstoću:
 
Redak 78:
<math>x = w^2 \cdot r_0/g_0</math>
 
== Konstrukcija ==
Centrifugalna sila Zemljine rotacije omogućuje da se ostvari svemirsko dizalo. Ono bi se sastojalo uglavnom od dugačkog kabela, postolja, dizala i protuutega.
 
=== Postolje ===
Postolje bi moglo biti pokretno ili nepokretno. Pokretno postolje bi mogao biti neki prekooceanski [[brod]]. Nepokretno postolje bi trebalo biti negdje na visokim [[Planine|planinama]]. Pokretno postolje ima veće mogućnosti da izbjegne jaki [[vjetar]], [[Oluja|oluje]] i svemirsko smeće. <ref> [http://www.spaceelevator.com/docs/521Edwards.pdf] "The Space Elevator NIAC Phase II Final Report", publisher=NASA, 2007.</ref>
 
=== Kabel ===
Kabel svemirskog dizala treba nositi vlastitu [[Težina|težinu]] i težinu dizala. Takav materijal bi trebao imati veliki odnos između [[Čvrstoća|čvrstoće]] i [[Masa|mase]]. Tako na primjer, [[titanij]], [[čelik]] ili [[aluminij]] bi omogućili gradnju kabela najveće dužine 20 do 30 km, prije nego puknu. Vlaknasti materijali, kao što su ugljična vlakna, omogućili gradnju kabela najveće dužine 100 do 400 km, prije nego puknu. Nanotehnologija danas bi omogućila ugljične nanocijevi ili trake grafena, koji bi omogućili gradnju kabela najveće dužine 5000 do 6000 km, prije nego puknu, ali je problem što najduži danas proizvedeni materijali su samo nekoliko milimetara dugi. <ref> X. Wang: "Fabrication of Ultralong and Electrically Uniform Single-Walled Carbon Nanotubes on Clean Substrates", 2009., journal=Nano Letters </ref>
 
=== Dizalo ===
Više je varijanti kako bi trebalo izgledati [[dizalo]]. Sigurno je jedino da bi se kretalo po nepokretnom kabelu, koji bi navjerovatnijenajverojatnije trebao biti plosnata traka, po kojoj se kreću kotačići dizala, uz pomoć [[Trenje|trenja]]. Ako bi se dizalo kretalo brzinom oko 300 km/h, trebalo bi mu 5 dana da dostigne geostacionarnu orbitu. <ref> "The effect of climber transit on the space elevator dynamics", 2009., Cohen Stephen S., Misra Arun K., journal=Acta Astronautica </ref>
 
=== Napajanje dizala ===
Napajanje dizala je isto zahtijevan tehnički izazov, budući da prestavljapredstavlja dodatno opterećenje na kabel. Tri su glavna prijedloga:
*bežični prijenos energije ([[laser]]ska zraka)
*dodatna konstrukcija (drugi kabel)
*skladištenje energije u obliku [[Baterija|baterija]] <ref> [http://www.isr.us/Downloads/niac_pdf/chapter4.html] "NIAC Space Elevator Report - Chapter 4: Power Beaming" Edwards, 2007., publisher = NASA </ref>
 
=== Protuuteg ===
Nekoliko prijedloga postoji za protuuteg:
*teški, uhvaćeni [[asteroid]]