El ascensor espacial aún está a “25 años” de ser realidad
2024-08-24
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Descripción de la imagen: Ascensor espacial diseñado por el grupo japonés Obayashi
Descripción de la imagen: Mapa conceptual de un ascensor espacial publicado en el sitio web británico "New Scientist"
Nuestro corresponsal especial Chen Yang
En la película de ciencia ficción "The Wandering Earth 2" estrenada el año pasado, el clímax de la primera mitad fue una feroz pelea en el ascensor espacial. De hecho, ya en 2012, la famosa empresa constructora japonesa Obayashi Group propuso un plan para construir un ascensor espacial, cuyo inicio estaba previsto en 2025 y su finalización en 2050. Ahora que se acerca la fecha límite, ¿cómo va el avance del proyecto? Muchos medios extranjeros entrevistaron a la empresa y a expertos del sector y lamentaron que el ascensor espacial parezca estar todavía "a 25 años" de ser una realidad.
¿Cuáles son los pasos para construir un ascensor espacial?
"Nihon Keizai Shimbun" declaró recientemente que después de que el Grupo Obayashi completara la construcción del Tokyo Skytree de 634 metros de altura en 2012, propuso ambiciosamente un plan para construir un ascensor espacial, fijándose el objetivo de comenzar la construcción en 2025 y completarla en 2050. Sin embargo, en la Exposición Internacional de Tecnología de la Información de Tokio en junio de 2024, Yasuhiro Buchida, del Departamento de Creación de Tecnología Futura de la Sede de Tecnología, responsable del desarrollo del proyecto del ascensor espacial, pronunció un discurso titulado "El ascensor espacial del Grupo Obayashi y su Perspectivas" Shi admitió que todavía hay una gran cantidad de problemas por resolver y que todavía queda un largo camino por recorrer antes de que comience la construcción.
Según los informes, la primera idea de un ascensor espacial fue propuesta en 1895 por el científico ruso Konstantin Tsiolkovsky, conocido como el "padre de la industria aeroespacial". Inspirándose en la Torre Eiffel de París, imaginó construir una torre súper alta en el suelo que alcanzaría una órbita geosincrónica y luego tomaría un ascensor interno para ingresar al espacio exterior.
La idea de Tsiolkovsky ha cambiado varias veces desde entonces, y ahora la idea de un ascensor espacial está básicamente finalizada: conectar la estación espacial a la superficie terrestre a través de cables estructurales súper fuertes, que pueden transportar fácilmente personas y carga hacia y desde el cielo y la tierra. El plan de diseño detallado del Grupo Dalin es establecer una base de "Puerto Terrestre" en el mar ecuatorial y conectar instalaciones espaciales a diferentes alturas orbitales a través de cables hechos de materiales de nanotubos de carbono. Por ejemplo, en una órbita terrestre baja con una altitud de unos 300 kilómetros se dispone una "puerta de liberación de satélites en órbita terrestre baja", desde la cual se pueden poner en órbita satélites artificiales transportados desde la Tierra; arriba en una órbita geoestacionaria con una altitud de 36.000 kilómetros, la "Estación" consta de unidades residenciales, unidades experimentales, unidades experimentales extravehiculares, etc.; en la cima de 96.000 kilómetros, hay un contrapeso para equilibrar toda la estructura. Además, se establecerán instalaciones experimentales como el "Mars Gravity Center" y el "Moon Gravity Center" de acuerdo con las condiciones de gravedad a diferentes alturas (la gravedad es equivalente a la de Marte o la Luna). Según el plan del Grupo Dalin, tomando un "ascensor" desde la Tierra a una velocidad de unos 200 kilómetros por hora se alcanzará la órbita geoestacionaria en aproximadamente una semana.
El Grupo Dalin incluso propuso claramente un método de construcción específico: primero, ensamblar una nave espacial para construir un ascensor espacial a una altitud de 300 kilómetros, luego mover la nave espacial a la órbita geoestacionaria, soltar cables de nanotubos de carbono hacia abajo desde la nave espacial y conectarlos con el suelo. Conecte y asegure, luego instale el elevador en los cables. Los ascensores transportan materiales entre la tierra y el espacio para construir estaciones espaciales y otras instalaciones. "Se estima que se necesitarán un total de 510 refuerzos de cables y se necesitarán unos 20 años para completarlos", dijo Yasuhiro Buchida.
El medio de transporte más ideal entre el cielo y la tierra.
El sitio web estadounidense "Business Insider" afirma que el ascensor espacial puede considerarse un "vehículo de transporte de ensueño desde la Tierra al espacio". En la actualidad, el mayor problema para que los humanos ingresen al espacio es que el costo es demasiado alto. Los cohetes tradicionales son extremadamente costosos para enviar humanos y materiales al espacio. Por ejemplo, la NASA estima que cada una de las cuatro misiones lunares Artemis costará 4.100 millones de dólares. Incluso el costo de lanzamiento más bajo actual del vehículo de lanzamiento reutilizable Falcon 9 de SpaceX tiene un costo de lanzamiento promedio de 1.227 dólares por libra (aproximadamente 2.700 dólares por kilogramo). Esto se debe a que el uso de cohetes tradicionales para ingresar al espacio requiere transportar una gran cantidad de combustible, pero el combustible en sí es muy pesado, lo que a su vez aumenta la cantidad de combustible que es necesario transportar, formando un círculo vicioso. Para la infraestructura espacial que requiere el transporte de materiales de construcción a gran escala, esta deficiencia de los cohetes tradicionales es simplemente insoportable. Por el contrario, un ascensor espacial no requiere cohetes ni combustible, evitando casi a la perfección este defecto. Los ascensores espaciales suelen estar diseñados para utilizar tecnología electromagnética para alimentar el ascensor y pueden transmitir energía de forma remota con la ayuda de tecnología solar o de microondas, eliminando la necesidad de combustible.
Según el informe, el informe del proyecto del ascensor espacial emitido por el Departamento de Creación de Tecnología Futura del Grupo Dalin menciona que el ascensor espacial puede transportar carga al espacio a un costo reducido a 57 dólares estadounidenses por libra. estimados por otras agencias en 227 dólares estadounidenses por libra, son mucho más bajos que el costo de los vehículos de lanzamiento convencionales. Además, los cohetes tradicionales están limitados por el tamaño del carenado y la carga útil que pueden transportar no puede ser demasiado grande. El ascensor espacial tiene limitaciones mucho menores a este respecto. Al mismo tiempo, el ascensor funciona más lento que un cohete, pero puede reducir las vibraciones, lo cual es muy importante para poner en órbita equipos sensibles.
La tecnología de fabricación de nanotubos de carbono aún está inmadura
"Nihon Keizai Shimbun" afirmó que el ascensor espacial ya se había quedado estancado en la etapa de fantasía debido a la falta de materiales ligeros y resistentes necesarios para fabricar cables ultralargos que conecten la Tierra y el espacio. Los cables deben ser extremadamente fuertes para soportar su enorme peso y la tensión causada por las instalaciones espaciales. Según los cálculos, el rendimiento de los materiales metálicos convencionales, como el acero, está lejos de satisfacer las necesidades de los cables de los ascensores espaciales. El calor generado por la fricción entre el ascensor y los cables es otro problema: en el vacío del espacio, el calor es difícil de disipar.
Pero esta situación cambió en 1991: se descubrió el material de nanotubos de carbono, liviano y de alta resistencia, y desde entonces es posible construir un ascensor espacial. Según los informes, en teoría, la resistencia de los nanotubos de carbono puede alcanzar hasta 200 Gpa, lo que significa que 200 nanotubos de carbono más delgados que un cabello pueden levantar un automóvil. Combina las ventajas de los polímeros y los metales. Su densidad es solo 1/6 de la del acero, pero su módulo de elasticidad es 5 veces mayor que el del acero, su resistencia a la tracción es 100 veces mayor que la del acero y su conductividad térmica a temperatura ambiente también es muy alta. mayor que el de otros materiales metálicos. Por lo tanto, el Grupo Dalin también considera que los nanotubos de carbono son un material ideal para fabricar cables de ultra alta resistencia para ascensores espaciales.
Sin embargo, según el plan de Obayashi, los futuros cables de ascensores espaciales no estarán compuestos de múltiples nanotubos de carbono para aumentar su resistencia, sino que deberán convertirse en un solo nanotubo de carbono con una longitud de 96.000 kilómetros y moléculas conectadas entre sí. En la Exposición Internacional de Tecnología de la Información de Tokio celebrada en junio, el responsable en cuestión reveló que actualmente sólo se puede producir menos de 1 centímetro de nanotubos de carbono que cumplan los requisitos pertinentes. Por lo tanto, el informe admite que Dalin Group todavía está estudiando el proceso de preparación a gran escala de nanotubos de carbono como materiales para cables.
Enfrentando desafíos más técnicos
El sitio web estadounidense "Fun Engineering" menciona que, además de no disponer de los materiales de cable adecuados, el ascensor espacial también se enfrenta a otros desafíos técnicos. Por ejemplo, cada vez hay más desechos espaciales en el espacio y la amenaza a las naves espaciales en órbita sigue aumentando. En la actualidad, la Estación Espacial Internacional ajusta principalmente su altitud operativa para evitar posibles colisiones, pero para una superestructura de ascensor espacial con una masa mucho mayor que la de la Estación Espacial Internacional, es mucho más difícil ajustar su órbita. Al mismo tiempo, los cables del ascensor espacial también se enfrentan a amenazas climáticas extremas, como impactos de desechos espaciales, fuertes radiaciones cósmicas y fuertes diferencias de temperatura, tormentas y rayos en la atmósfera. No existe un plan claro sobre cómo afrontarlos. desafíos.
Además, para garantizar que la parte espacial del ascensor espacial esté sincronizada con la parte terrestre, es necesario construirlo en el ecuador. Actualmente, la mayoría de los países con capacidades de construcción aeroespaciales relevantes se encuentran en el hemisferio norte. Junto con las enormes instalaciones de apoyo y la asombrosa cantidad de trabajo, el ascensor espacial tiene ciertos requisitos para las condiciones de transporte cercanas. Esta es también la principal consideración del Grupo Dalin al elegir la base costa afuera para su ubicación de construcción. Sin embargo, el sitio web "Fun Project" mencionó que el clima marítimo cambia mucho y puede verse afectado por tormentas. Al mismo tiempo, los desafíos de seguridad relacionados también son mayores y es vulnerable a ataques terroristas marítimos. Finalmente, los costos de construcción relacionados son extremadamente elevados y el equipo de Obayashi estima que el costo será de más de 1 billón de yenes (aproximadamente 6,8 mil millones de dólares).
Por lo tanto, aunque el físico canadiense Stephen Cohen y otros estimaron con optimismo a principios de este siglo que el ascensor espacial podría convertirse en una realidad en sólo 20 o 30 años, Yasuhiro Buchida admite ahora que el proyecto requiere la cooperación de todas las partes y sigue buscando cooperación. . pareja. ▲#plandeartículobuenoprofundo#
