Lift luar angkasa masih “25 tahun lagi” dari kenyataan
2024-08-24
한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina
Deskripsi gambar: Lift luar angkasa dirancang oleh kelompok Obayashi Jepang
Deskripsi gambar: Peta konsep elevator luar angkasa dipublikasikan di situs web "Ilmuwan Baru" Inggris
Koresponden khusus kami Chen Yang
Dalam film fiksi ilmiah "The Wandering Earth 2" yang dirilis tahun lalu, klimaks di babak pertama adalah pertarungan sengit di elevator luar angkasa. Faktanya, pada awal tahun 2012, perusahaan konstruksi ternama asal Jepang, Obayashi Group, mengusulkan rencana pembangunan elevator luar angkasa, yang rencananya akan dimulai pada tahun 2025 dan selesai pada tahun 2050. Kini tenggat waktunya semakin dekat, bagaimana progres proyeknya? Banyak media asing yang mewawancarai perusahaan tersebut dan pakar industri dan menyesalkan bahwa elevator ruang angkasa tampaknya masih “25 tahun lagi” dari kenyataan.
Apa saja langkah-langkah membangun elevator luar angkasa?
"Nihon Keizai Shimbun" baru-baru ini menyatakan bahwa setelah Grup Obayashi menyelesaikan pembangunan Tokyo Skytree setinggi 634 meter pada tahun 2012, mereka secara ambisius mengusulkan rencana untuk membangun lift luar angkasa, menetapkan tujuan untuk memulai konstruksi pada tahun 2025 dan menyelesaikannya pada tahun 2050. Namun, pada Pameran Teknologi Informasi Internasional Tokyo pada bulan Juni 2024, Yasuhiro Buchida dari Departemen Penciptaan Teknologi Masa Depan di Kantor Pusat Teknologi, Grup Obayashi yang bertanggung jawab atas pengembangan proyek elevator luar angkasa, memberikan pidato berjudul "Grup Obayashi·Elevator Luar Angkasa dan Prospeknya" Shi mengakui bahwa masih ada segudang persoalan yang perlu diselesaikan, dan jalan yang harus ditempuh masih panjang sebelum pembangunan dimulai.
Menurut laporan, gagasan paling awal tentang lift luar angkasa diajukan pada tahun 1895 oleh ilmuwan Rusia Konstantin Tsiolkovsky, yang dikenal sebagai "Bapak Dirgantara". Terinspirasi oleh Menara Eiffel di Paris, ia membayangkan membangun menara super tinggi di atas tanah yang akan mencapai orbit geosinkron, dan kemudian menggunakan lift internal untuk memasuki luar angkasa.
Gagasan Tsiolkovsky telah berubah beberapa kali sejak saat itu, dan sekarang gagasan tentang lift luar angkasa pada dasarnya telah diselesaikan: menghubungkan stasiun luar angkasa ke permukaan bumi melalui kabel struktural super kuat, yang dapat dengan mudah mengangkut orang dan kargo ke dan dari bumi. langit dan bumi. Rencana desain rinci Grup Dalin adalah membangun pangkalan "Pelabuhan Bumi" di laut khatulistiwa dan menghubungkan fasilitas luar angkasa pada ketinggian orbit yang berbeda melalui kabel yang terbuat dari bahan tabung nano karbon. Misalnya, "gerbang pelepasan satelit orbit rendah Bumi" disusun di orbit rendah Bumi dengan ketinggian sekitar 300 kilometer, dari mana satelit buatan yang diangkut dari bumi dapat dilepaskan ke orbit; naik di orbit geostasioner dengan ketinggian 36.000 kilometer. "Stasiun" terdiri dari unit hunian, unit eksperimen, unit eksperimen ekstravehicular, dll.; di puncak 96.000 kilometer, terdapat penyeimbang untuk menyeimbangkan seluruh struktur. Selain itu, fasilitas eksperimental seperti "Pusat Gravitasi Mars" dan "Pusat Gravitasi Bulan" akan diatur sesuai dengan kondisi gravitasi pada ketinggian yang berbeda (gravitasi setara dengan gravitasi di Mars atau bulan). Menurut rencana Grup Dalin, menaiki "lift" dengan kecepatan sekitar 200 kilometer per jam dari permukaan tanah akan mencapai orbit geostasioner dalam waktu sekitar satu minggu.
Grup Dalin bahkan dengan jelas mengusulkan metode konstruksi tertentu: pertama, merakit pesawat ruang angkasa untuk membangun elevator ruang angkasa di ketinggian 300 kilometer, kemudian memindahkan pesawat ruang angkasa tersebut ke orbit geostasioner, melepaskan kabel tabung nano karbon ke bawah dari pesawat ruang angkasa, dan menghubungkannya dengan tanah. Hubungkan dan kencangkan, lalu pasang lift pada kabel. Lift mengangkut material antara tanah dan ruang angkasa untuk membangun stasiun luar angkasa dan fasilitas lainnya. “Diperkirakan dibutuhkan total 510 perkuatan kabel dan total waktu penyelesaiannya sekitar 20 tahun,” kata Yasuhiro Buchida.
Sarana transportasi paling ideal antara langit dan bumi
Situs web "Business Insider" AS menyebutkan bahwa lift luar angkasa dapat disebut sebagai "kendaraan transportasi impian dari bumi ke luar angkasa". Saat ini, masalah terbesar bagi manusia untuk memasuki luar angkasa adalah biayanya yang terlalu tinggi. Roket tradisional sangat mahal untuk mengirim manusia dan material ke luar angkasa. Misalnya, NASA memperkirakan bahwa masing-masing dari empat misi Artemis ke bulan akan menelan biaya $4,1 miliar. Bahkan biaya peluncuran terendah saat ini untuk kendaraan peluncuran SpaceX Falcon 9 yang dapat digunakan kembali adalah biaya peluncuran rata-rata sebesar $1.227 per pon (sekitar $2.700 per kilogram). Pasalnya, penggunaan roket tradisional untuk memasuki ruang angkasa memerlukan pengangkutan bahan bakar dalam jumlah besar, namun bahan bakarnya sendiri sangat berat, yang pada akhirnya menambah jumlah bahan bakar yang perlu dibawa sehingga membentuk lingkaran setan. Untuk infrastruktur luar angkasa yang memerlukan pengangkutan material konstruksi dalam skala besar, kekurangan roket tradisional ini sungguh tidak tertahankan. Sebaliknya, elevator luar angkasa tidak memerlukan roket atau bahan bakar, sehingga hampir dapat menghindari kelemahan ini. Lift ruang angkasa biasanya dirancang untuk menggunakan teknologi elektromagnetik untuk menggerakkan lift, dan mereka dapat mengirimkan daya dari jarak jauh dengan bantuan teknologi tenaga surya atau gelombang mikro, sehingga menghilangkan kebutuhan bahan bakar.
Menurut laporan tersebut, laporan proyek elevator luar angkasa yang dikeluarkan oleh Departemen Penciptaan Teknologi Masa Depan Grup Dalin menyebutkan bahwa elevator luar angkasa dapat mengangkut kargo ke luar angkasa dengan biaya yang dikurangi menjadi 57 dolar AS per pon diperkirakan oleh lembaga lain sebesar 227 dolar AS per pon, jauh lebih rendah dibandingkan biaya kendaraan peluncuran konvensional. Selain itu, roket tradisional dibatasi oleh ukuran fairingnya, dan muatan yang dapat diangkut tidak boleh terlalu besar. Lift luar angkasa memiliki batasan yang jauh lebih kecil dalam hal ini. Pada saat yang sama, elevator beroperasi lebih lambat dibandingkan roket, namun dapat mengurangi getaran, yang sangat penting untuk menempatkan peralatan sensitif ke orbit.
Teknologi pembuatan tabung nano karbon masih belum matang
"Nihon Keizai Shimbun" menyatakan bahwa elevator luar angkasa sebelumnya terjebak dalam tahap fantasi karena kurangnya bahan ringan dan kuat yang dibutuhkan untuk membuat kabel ultra panjang yang menghubungkan bumi dan luar angkasa. Kabel harus sangat kuat untuk menahan bebannya yang sangat besar dan tekanan yang disebabkan oleh fasilitas luar angkasa. Berdasarkan perhitungan, kinerja material logam konvensional seperti baja masih jauh dari memenuhi kebutuhan kabel elevator ruang angkasa. Panas yang dihasilkan oleh gesekan antara lift dan kabel merupakan masalah lain: Dalam ruang hampa, panas sulit untuk dihilangkan.
Namun situasi ini berubah pada tahun 1991—bahan karbon nanotube yang ringan dan berkekuatan tinggi ditemukan, dan elevator luar angkasa kini dapat dicapai. Menurut laporan, secara teori, kekuatan tabung nano karbon bisa mencapai hingga 200 Gpa, yang berarti 200 tabung nano karbon yang lebih tipis dari sehelai rambut dapat menarik sebuah mobil. Ini menggabungkan keunggulan polimer dan logam. Kepadatannya hanya 1/6 dari baja, tetapi modulus elastisitasnya 5 kali lipat dari baja, kekuatan tariknya 100 kali lipat dari baja, dan konduktivitas termalnya pada suhu kamar juga jauh. lebih tinggi dibandingkan bahan logam lainnya. Oleh karena itu, tabung nano karbon juga dianggap oleh Grup Dalin sebagai bahan yang ideal untuk pembuatan kabel berkekuatan sangat tinggi untuk elevator ruang angkasa.
Namun, menurut rencana Obayashi, kabel elevator ruang angkasa di masa depan tidak akan terdiri dari beberapa tabung nano karbon untuk meningkatkan kekuatan, tetapi perlu dibuat menjadi tabung nano karbon tunggal dengan panjang 96.000 kilometer dan molekul-molekul yang terhubung antar molekul. Pada Pameran Teknologi Informasi Internasional Tokyo yang diadakan pada bulan Juni, penanggung jawab terkait mengungkapkan bahwa saat ini hanya kurang dari 1 sentimeter tabung nano karbon yang memenuhi persyaratan relevan yang dapat diproduksi. Oleh karena itu, laporan tersebut mengakui bahwa Dalin Group masih mempelajari proses persiapan karbon nanotube sebagai bahan kabel dalam skala besar.
Menghadapi tantangan yang lebih teknis
Website "Fun Engineering" Amerika menyebutkan bahwa selain tidak memiliki material kabel yang sesuai, elevator luar angkasa juga menghadapi berbagai tantangan teknis lainnya. Misalnya, semakin banyak sampah antariksa di luar angkasa, dan ancaman terhadap pesawat ruang angkasa di orbit terus meningkat. Saat ini, Stasiun Luar Angkasa Internasional terutama menyesuaikan ketinggian operasinya untuk menghindari kemungkinan tabrakan, tetapi untuk superstruktur elevator luar angkasa dengan massa yang jauh melebihi Stasiun Luar Angkasa Internasional, akan jauh lebih sulit untuk menyesuaikan orbitnya. Pada saat yang sama, kabel elevator luar angkasa juga menghadapi ancaman cuaca ekstrem seperti dampak puing-puing luar angkasa, radiasi kosmik yang kuat, dan perbedaan suhu yang parah, badai, dan sambaran petir di atmosfer tantangan.
Selain itu, untuk memastikan bahwa bagian luar angkasa dari elevator luar angkasa selaras dengan bagian darat, maka perlu dibangun di garis khatulistiwa. Saat ini, sebagian besar negara dengan kemampuan konstruksi dirgantara yang relevan berlokasi di belahan bumi utara. Ditambah dengan fasilitas pendukung yang besar dan jumlah pekerjaan yang banyak, space elevator memiliki persyaratan tertentu untuk kondisi transportasi terdekat. Hal ini juga menjadi pertimbangan utama Grup Dalin dalam memilih lokasi pembangunannya di pangkalan laut. Namun, situs web "Proyek Menarik" menyebutkan bahwa iklim maritim sangat berubah dan mungkin dilanda badai. Pada saat yang sama, tantangan keamanan terkait juga lebih besar dan rentan terhadap serangan teroris maritim. Terakhir, biaya konstruksi terkait sangat mahal, dan tim Obayashi memperkirakan biayanya lebih dari 1 triliun yen (sekitar US$6,8 miliar).
Oleh karena itu, meskipun fisikawan Kanada Stephen Cohen dan yang lainnya secara optimis memperkirakan pada awal abad ini bahwa elevator luar angkasa dapat menjadi kenyataan hanya dalam 20 hingga 30 tahun, Yasuhiro Buchida kini mengakui bahwa proyek tersebut memerlukan kerja sama semua pihak dan masih mencari kerja sama. . mitra. ▲#deepgoodarticleplan#
