phpRS

Dnešní datum: 28. 10. 2020   | Hlavní stránka | Seznam rubrik | Download | Weblinks |    

  Hlavní menu
  • Hlavní stránka
  • Seznam rubrik
  • Download
  • Weblinks
  • Ankety
  • TOP 15
  • Personalizace
  • Roz?ířené vyhledávání

  •   Vyhledávání

    Hledej
    v nanotechnologiích!



      Informace
    NanoTech
    svět lidí z molekul
    Copyright
    Michal Václavík, 2004

    Vesmírný výtah
    Vydáno dne 27. 12. 2003 (7912 přečtení)

    ~1750 slov
    Nanotechnologie umo?ní konstrukci vesmírného výtahu. Borci ji? testují materiály, ze kterých bude výtahové lano upleteno. Výtah zlevní dopravu do kosmu. Co to bude znamenat?

    Pokud si vynesete do grafu cenu uhlíkových nanotrubiček za posledních několik let. Uvidíte, ?e cena nanotrubiček strmě klesá. S tím jak jsou nalézány stále výnosněj?í způsoby jejich výroby. Zároveň se daří vyrábět stále rozměrněj?í (del?í) nanotrubky. Je spočítáno, ?e jakmile překročí délka nanotrubiček hranici 4 milimetrů, bude mo?né z nich vyrábět velice pevné kompozity. Z těchto kompozitních materiálů bude mo?né vyrobit tak silné lano, ?e vydr?í napnutí z vesmíru z obě?né dráhy a? na povrch země. Po takovém laně bude moci jezdit nahoru a dolů kosmický výtah.

    Tuto my?lenku rozebíralo ji? mnoho učenců a snad jeden z prvních zaznamenaných konceptů byl ji? u pana C.Cijolkovského, který ale posléze celou my?lenku zavrhl. I na snílka Cijolkovského byl na sklonku 19.století příli? silné kafe. My?lenku vesmírného výtahu oprá?il v první polovině sedmdesátých let minulého století A.C.Clark ve svém románu Fountains of Paradise. Jako stavební materiál tehdy pou?il diamant, proto?e v té době je?tě nebyly uhlíkové nanotrubky vůbec (ani teoreticky) známy.

    S pokroky v oblasti uhlíkové nanotechnologie se problém lana na vesmírný výtah zmen?uje a datum, kdy se poprvé odlepí vesmírný výtah od země se blí?í. Na otázku, kdy se tak stane, odpověděl A.C. Clark: "za padesát let od chvíle, kdy se této my?lence přestanou lidé smát". Kdy? se o této my?lence s okolím bavím, lidé se tomu přestávají smát a začínají se zajímat, jak to má fungovat a kdy to bude. Tak?e za padesát let :-)

    Současným asi největ?ím problémem je napájení vesmírného výtahu, i kdy? existuje firma, která to asi brzy zmákne. Výtah bude napájen laserem z pozemní stanice, čím? se výrazně redukuje startovní hmotnost výtahu, a tak velká část startovní hmotnosti výtahu bude u?itečná zátě?. Před nedávnem probleskla médii informace (léto 2003), ?e amíci zkou?í bezpilotní letoun napájený laserovým paprskem. Kabina vesmírného výtahu se bude pohybovat v je?tě podstatně vět?ích vý?inách ne? letadla, ale po dal?ím zdokonalení laserového systému, bude mo?né pou?ít ho i k pohonu kabiny vesmírného výtahu.

    Nejčastěj?í otázkou, se kterou se setkávám, kdy? přijde řeč na vesmírný výtah. Jak je mo?né, ?e dr?í lano nata?ené do nebe? Proč nespadne? V?dy?, kdy? si natáhnu lano z okna a dole na dvorku ho ukotvím a pak ho pustím, tak nezůstane odstředivou silou rotace země vztyčené, ale spadne dolů. Jak po takovém laně mů?e jezdit výtah? Ano skutečně odstředivá síla způsobená rotací země je men?í ne? gravitace, a tak by lano mělo spadnout. Celý vtip vesmírného výtahu spočívá v tom, ?e je lano nesmírně dlouhé. Současný projekt počítá s délkou lana kolem 100 tisíc kilometrů. Co? je téměř třetina vzdálenosti Země-Měsíc. Je to obrovská vzdálenost. Nač tak dlouhé lano? Inu jde o to, ?e pokud má lano stále mířit do stejného bodu na obloze vzhledem ke stanici na zemi, musí obíhat kolem země jednou za 24 hodin, jinak by se lano začalo navíjet na Zeměkouli. Je zapotřebí, aby spolu se Zemí rotovalo a to v periodě jednoho dne, tj. 24 hodin. Periodu oběhu jeden den lze dosáhnout na geostacionární dráze, která se nachází ve vý?ce 36 tisíc kilometrů. Celá soustava vesmírného výtahu, tj. lano, které bude zpočátku tvořit největ?í váhu (ne? se nahoru vyvozí celý komplex hotelů, průmyslových provozů, laboratoří, turistů ...atd.), musí mít tě?i?tě přesně na geostacionární dráze, aby lano obíhalo kolem země jednou za 24 hodin, a tak se nekýklalo a mířilo stále do stejného bodu na obloze vzhledem k pozorovateli u kotvy lana na zemi nebo aby se dokonce nezačalo navíjet na zeměkouli. Lano dolů nespadne ze stejného důvodu z jakého dolů nespadne geostacionární dru?ice, která má také své tě?i?tě na geostacionární obě?né dráze. Je třeba v?ak podotknout, ?e na rozdíl od dru?ice bude mít lano mnohem vět?í rozměry, a tak bude vystaveno podstatně výrazněji působení slapových sil. Na vzdálenost 100 tisíc kilometrů dosahují slapové síly obrovských rozměrů, a proto je zapotřebí pou?ít speciálního materiálu (ocel, kevlar dokonce ani pavoučí vlákna - nejlep?í snovači jsou na tom po mechanické stránce podobně jako kevlar - svou pevností ke stavbě něčeho takového nestačí).

    Vzhledem ke strachu z teroristických akcí, které v posledních letech táhnou světem, bylo rozhodnuto, ?e první výtah bude ukotven ve vodách Pacifiku daleko od jakékoliv pevniny. Materiál lana má velmi nízkou hustotu. Lano je spřadeno z mnoha tisíc vláken, o průměru několik mikrometrů. Tato vlákna jsou naskládána vedle sebe a tvoří jakýsi pás, který je tlustý jako vlákno, tj. několik mikrometrů, a ?íře pásu je téměř jeden metr. Jednotlivá vlákna jsou propojena přepa?ením. Pravidelně uspořádané propojky mezi vlákny udr?ují jeho celistvost. Tento koncept je velice výhodný z hlediska spolehlivosti. Pokud by narazil do lana mikrometeorit, vytvořil by pouze lokální dírku (přetrhl by pár vláken), ale lano zůstane celé a při pří?tím přejezdu ho kabina výtahu opraví (kabina výtahu bude obsahovat lano opravující jednotku) nebo budou po laně přejí?dět údr?bářské roboty. Kdyby se přeci jen stalo, ?e by se lano přetrhlo, bude vzhledem, ke své hustotě padat na zem stejně jako dlouhatánská stránka novinového papíru s tím rozdílem, ?e kompozitní vlákna z nanotrubiček jsou tak pevná, ?e nedojde k dal?í fragmentaci ani v divokých částech atmosféry (vichřice, tajfun). Rozklad vlákna v přírodě bude velmi pomalý díky silným vazbám v nanotrubkách (na diamantu si vět?inou baktérie také moc nepochutnají). Karcinogenita a bilologická rozlo?itelnost nanotrubek se nicméně v současné době zkoumá. Nejnověj?í zprávy ukazují, ?e nanotrubky jsou biologicky velice sná?enlivý materiál. To znamená, ?e pokud budete mít v noze střepinu z dělostřeleckého granátu (tj. bude se jednat o nějakou kovovou slitinu) tělo z toho nebude zrovna odvázaný a bude se sna?it střepiny zbavit, zpravidla vyplavit ji ven z těla. Pokud se to nebude dařit, tak ji zapouzdří (střepina obroste hou?evnatým pletivem). K takové reakci u nanotrubvek nedochází. Nanotrubky zůstávají v tkáni a tělo na ně nijak nereaguje. Nedochází k zapouzdření ani vypuzování z těla. To je velice příjemný poznatek a myslím, ?e z toho pan Feritas, který nyní dává dohromady kní?ku o biokompatibilitě v nanomedicíně má velkou radost. Znamená to, ?e nanotrubky jistě najdou také ?iroké uplatnění v medicíně. Samozřejmě, ?e vzhledem k potřebnému mno?ství materiálu na stavbu vesmírného výtahu se dříve setkáme spí?e s nanotrubkovými umělými klouby. Umělé kyčle z nanotrubek v?ak budou jasným signálem, aby jsme si začali bookovat jízdenky na kosmický výtah a nakoupili si akcie výtahových společností.

    Otázkou ji? dnes není zda vesmírný výtah bude či nebude. A u? vůbec nestojí otázka zda je to nesmysl nebo je to mo?né. Mo?né to je, není to nesmysl ani vědecky, ani technicky a nyní to ji? přestává být nesmysl i ekonomicky. Vesmírný výtah je pouze otázkou času. A.C.Clark byl vět?inou ve svých předpovědích velmi přesný a myslím, ?e mu to i tentokráte vyjde. Tak?e za padesát let startujem směr patro geostacionár.

    Velké stanice budou pravděpodobně zpočátku vznikat na ni??ích obě?ných drahách, proto?e zde budou je?tě pod ochranou van Allenových radiačních pásů. Zejména sondy a průmyslové stroje budou vyu?ívat celou délku vesmírného výtahu, proto?e při své délce 100 tisíc kilometrů bude konec lana výtahu obíhat rychlostí, která je vět?í ne? je úniková rychlost z gravitačního pole Země. Vypou?těné sondy tak nebudou muset mít ani pohonnou jednotku, co? nesmírně zlevní dal?í provoz ve sluneční soustavě. Postupně vznikne výtah i na Měsíci, Marsu, jupiterových měsících a dal?ích objektech sluneční soustavy. Tě?ební automaty, které budou vypou?těné z konce lana budou obsahovat pouze plachtu, kotevní mechanizmy a komunikační jednotku. Ve vhodném okam?iku se uvolní na konci lana výtahu ve vý?ce 100 tisíc kilometrů a opustí gravitační pole Země. Budou putovat po vypočtené dráze vstříc malému asteroidu. A? k němu dorazí, ukotví se na něm a rozvinou plachtu. Prostřednictvím slunečního větru pak doplachtí na obě?nou dráhu Země spolu s asteroidem. Materiál asteroidu bude vyu?it v továrnách na obě?né dráze. Vět?ina produktů se vyu?ije na obě?né dráze, ale některé budou putovat dolů na Zemi. S tím jak pojedou dolů k Zemi, tak jako protiváhu mohou nahoru vytáhnout turisty, a tak ve chvíli, kdy bude čilá doprava nejen do kosmu, ale i z kosmu, nebude cestování ani energeticky náročné.

    Jak to bude vypadat s pocitem tí?e? Kdy? nastoupíte do výtahu, a kabina bude stát dole na zemi, ucítíte normální tí?i. Ve chvíli, kdy se kabina začne pohybovat, tak pocítíte mírné přetí?ení , proto?e kromě zemské gravitace na vás bude působit setrvačná síla způsobená urychlováním kabiny směrem vzhůru (kabina bude urychlována motory, které se budou odrá?et od lana, energii budou motory získávat ze solárních článků, které budou napájeny ze země laserem). S tím jak kabina nabere potřebnou rychlost (zhruba 250 km/hod), co? bude během minuty, vrátí se pocit tí?e do stejné velikosti jako předtím. Cesta rychlostí 250 km/hod bude na geostacionární dráhu trvat 6 dnů. Během těchto ?esti dnů bude tí?e stále postupně klesat a? ?estý den klesne na nulu a změní se ve stav beztí?e. Zároveň se bude během oněch ?esti dnů zvy?ovat tečná rychlost způsobená rotací lana, která se na geostacionární dráze bude rovnat rychlosti obě?né, a tak se na geostacionární dráze bude moci kabina výtahu připojit ke geostacionární stanici bez dal?ího urychlování. Pokud bychom chtěli vystoupit na ni??í obě?né dráze, např. 500 km nad povrchem Země, kam dorazíme ji? po dvou hodinách, museli bychom přesednout z kabiny výtahu do rakety, která by zvý?ila na?i obě?nou rychlost, proto?e obě?ná rychlost je v této vý?ce něco kolem 7 kilometrů za vteřinu. Vyu?ití vesmírného výtahu pro jiné obě?né dráhy ne? geostacionární tedy znamená přesto vybavit kabinu raketovými motory nebo vytvořit na nízké obě?né dráze na laně zavě?enou stanici, kde se bude přesedat na raketové prostředky, které umo?ní nabrat potřebnou obě?nou rychlost. Z tohoto důvodu se mů?e stát, ?e cestování vesmírným výtahem na stanice na nízkých obě?ných drahách bude dra??í ne? cestování na stanice na dráze geostacionární.

    S vesmírným výtahem vtrhne do kosmu mo?nost velice levně, téměř zadarmo cestovat. Do kosmu se přesune turistický ruch, spousta laboratoří, průmyslových center, zábavních parků. Postupně na obě?né dráze vzniknou obrovská města s umělou gravitací (buď způsobenou rotací těchto měst či jejich obytných částí nebo jinak, pokud něco chytřej?ího do té doby vymyslíme). Budou se stavět dal?í a dal?í výtahy se stále vět?í nosností. Začne docházet k migraci do kosmu, proto?e bydlení (energie, prostory) bude v kosmu levněj?í (solární elektrárny v kosmu jsou smysluplněj?í ne? na zemi a místa v kosmu je opravdu dost). V té době dojde k přesídlování lidí do kosmu. Bude opět mo?né, aby populace dál výrazně rostla. Poprvé ve známé historii začne cena pozemků na zemi klesat (do té doby, rozuměj do roku 2100 v?ak stihne je?tě narůst na z dne?ního hlediska astronomickou úroveň, a tak investice do pozemků se stále vyplatí, nedávno jsem upozorňoval na výprodej drahého kamení v horizontu 20-30 let, je vhodné převést prostředky z drahých ?utráků do pozemků).



    ( Celý článek! | Autor: Michal Václavík | Počet komentářů: 362 | Přidat komentář | Informační e-mailVytisknout článek )

      Anketa
    Samoreplikující se stroj bude vyroben

    do 10-ti let 
     (1856 hl.)
    do 20-ti let 
     (1462 hl.)
    do 50-ti let 
     (1429 hl.)
    nikdy 
     (1805 hl.)

    Celkem hlasovalo: 6552


      Kalendář
    <<  Říjen  >>
    PoÚtStČtSoNe
       1234
    567891011
    12131415161718
    19202122232425
    262728293031 

    Reklama serveru www.wz.cz. Děkuji za poskytnutí prostoru pro nanotechnologie.

    Web site powered by phpRS PHP Scripting Language MySQL Apache Web Server

    Tento web site byl vytvořen prostřednictvím phpRS - redakčního systému napsaného v PHP jazyce.
    Na této stránce použité názvy programových produktů, firem apod. mohou být ochrannými známkami
    nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků.