米国のジョンズホプキンス大学の数学者と機械エンジニアは、エレベーターメーカーがより多くの生物学的手法を採用し、リスク評価を調整し、自動修理ロボットを構築する限り、近い将来にスペースを構築することを提案しました。エレベーターは完全に可能です。
Sina Technology News 6月11日の北京時間のニュースによると、外国メディアの報道によると、宇宙エレベーターは長い間実生活でのサイエンスフィクションのテーマの1つであり、これはNASAや他の機関の実現可能性でもあります。研究の主題。エンジニアが現在到達しているコンセンサスは、宇宙エレベーターは非常に良いアイデアですが、建設プロセスには多大なストレスと圧力がかかり、既存の材料では要件を満たすことができないというものです。

しかし、米国のジョンズホプキンス大学の数学者と機械エンジニアは、エレベーターメーカーがより多くの生物学的手法を採用し、リスク評価を調整し、自動保守ロボットを構築する限り、未来を構築することを提案しました。宇宙エレベーターは完全に可能です。

研究報告では、著者のダン・ポペスクとショーン・サンが宇宙エレベーターの設計をシミュレートし、生​​物学的構造（靭帯や腱など）に基づいて最大応力と最大引張力を見つけました。伸びの強さの比率が計算されます。これは、エンジニアリングで使用される応力強度比よりもはるかに高く、力を吸収する材料の能力は、破壊力の少なくとも2倍です。

研究者は、このような応力拡大係数は通常の土木プロジェクトでは許容できるが、大きな建物の場合、この比率は厳しすぎて故障の確率を制御できないと指摘しています。宇宙エレベーターは非常に大きく、人間が建てた最大の建物構造である可能性があることは注目に値します。

宇宙エレベーターの建設により、人間と宇宙物質を地球の大気圏外に輸送することができます。一部の宇宙エレベーターの設計では、ロケットを使用する必要性についての言及はありません。最も初期の宇宙エレベーターの概念は、1895年にロシアの科学者コンスタンチンツィオルコフスキーによって提案されました。

1895年以来、科学者たちは宇宙エレベーターの設計を改良し続けてきましたが、エレベーターの基本的な設計は変わっていません。宇宙エレベーターには、地球上でしっかりしたケーブルが含まれており、通常、静止軌道（地上から約35,786キロメートル）まで上向きに伸びています。

ケーブルの上端にはバランスがあり、重力と外向きの遠心力によってケーブルに張力がかかり、ケーブルに沿って貨物室が配置され、ケーブルが上下に移動します。この宇宙エレベーターの主な問題は、非常に長いケーブルへの圧力が非常に大きいため、現在、それに耐えるのに十分なものがないことです。

過去数十年の間に、この問題を解決するためにいくつかの大規模な設計競技や提案がありましたが、これまでのところ誰も成功していません。最近提案された解決策は、2014年にGoogleが立ち上げたGoogle Xプロジェクトでしたが、長さ1メートルを超える超強力カーボンナノチューブケーブルを製造することはできず、宇宙エレベーターの建設計画は保留されました。

カーボンナノチューブは宇宙エレベーターにとって大きな希望であると理解されています ワードブランドエレベーター エンジニアですが、この希望は打ち砕かれるかもしれません。 2006年の調査モデルでは、長さ約100,000メートルのナノチューブケーブルに特定の欠陥があるはずであると予測されていたため、ケーブルの全体的な強度が70％低下しました。

Propscuは、調査レポートで別の解決策を提案しました。カーボンナノチューブは理論的には宇宙エレベーターケーブルに最適ですが、現在の技術では長さが数センチメートルを超えるカーボンナノチューブを製造できないため、カーボンナノメートルが使用されています。宇宙エレベーターの製造はできません。しかし、彼はいくつかの複合材料の使用を提案しました-強度は純粋なカーボンナノチューブよりも弱いものの、他の材料と組み合わせたカーボンナノチューブですが、私たちは自己修復メカニズムを使用して材料の強度を高め、スーパーの安定性を確保しています建物。

この自己修復メカニズムは非常に重要であり、研究者たちは、その方向を2つに分割し、一連の「積み重ねられたセグメント」に分割するケーブル設計を提案しました。横方向に、一連の「平行ケーブルフィラメント」になります。ケーブルフィラメントが故障すると、この状況が頻繁に発生し、その影響はそれ自体のスタックセクションに限定され、修理ロボットが到着するまで、負荷重量はすぐに平行ケーブルに共有されます。置換。

宇宙エレベーターは、この「自律補修機構」により、高応力時の信頼性を確保すると同時に、強度の低い材料で作ることができるため、実現可能性が高くなるとの指摘がありました。

Propscuは、これらすべての宇宙エレベーターモデルの基礎は、徐々に減少する応力比、工学設計基準と生物学的原理の組み合わせであると指摘しました。彼は、人間のアキレス腱と脊椎は、エンジニアが鋼を設計する応力よりも大きい引張強度に非常に近い、途方もない応力に耐えることができることを強調しました。

主な理由は、少なくともある程度は、腱と脊椎が自己修復力を持っているためです。これは、鋼材には欠けています。研究者たちは、宇宙エレベーターの設計に腱と脊椎の生物学的メカニズムを追加することは、未来的な新素材を待つ必要がないことを意味すると信じています。

プロプスク氏は、「宇宙エレベーターなどの超大型建築物は、部品の故障の可能性を十分に考慮し、損傷した部品を交換するための自己修復メカニズムも必要であると考えています。これにより、宇宙エレベーターに高負荷がかかるようになります。完全性を損なうことなく稼働します。これは、既存の材料を使用して上部構造を構築できることを意味します！ "