ภาพประกอบของศิลปินเกี่ยวกับระบบขนส่งลิฟท์อวกาศขนาดใหญ่ วันหนึ่งเทคโนโลยีในอนาคตสามารถแก้ไขตัวเองได้
(ภาพ: ©สมาคมลิฟต์อวกาศญี่ปุ่น)
ลิฟท์อวกาศไปจนถึงผู้โดยสารเรือข้ามฟากและการขนส่งสินค้าไปและกลับจากวงโคจรอาจถูกสร้างขึ้นโดยใช้วัสดุที่มีอยู่หากเทคโนโลยีใช้แรงบันดาลใจจากชีววิทยาเพื่อแก้ไขตัวเองเมื่อจำเป็นการศึกษาใหม่พบว่า
ในทางทฤษฎีลิฟต์อวกาศประกอบด้วยสายเคเบิลหรือมัดสายเคเบิลที่ขยายออกไปหลายพันไมล์สู่น้ำหนักถ่วงในอวกาศ การหมุนของโลกจะทำให้สายเคเบิลตึงและยานพาหนะนักปีนเขาจะซิปขึ้นและลงที่เคเบิลด้วยความเร็วของรถไฟ
การขึ้นลิฟต์อวกาศอาจใช้เวลาหลายวัน อย่างไรก็ตามเมื่อลิฟต์อวกาศถูกสร้างขึ้นการเดินทางไปยังอวกาศบนเทคโนโลยีอาจมีราคาถูกกว่าและปลอดภัยกว่าบนจรวด เทคโนโลยีลิฟต์อวกาศกำลังได้รับการทดสอบในชีวิตจริงในการทดลอง STARS-Me ของญี่ปุ่น (ย่อมาจาก Space Tethered Autonomous Robotic Satellite-Mini Elevator) ซึ่งมาถึงที่สถานีอวกาศนานาชาติในวันที่ 27 กันยายนบนยานอวกาศหุ่นยนต์ HTV-7 ของญี่ปุ่น .
แนวคิดของลิฟต์ที่มีลักษณะเหมือนถั่วไปจนถึงอวกาศย้อนไปถึงปี 1895 "การทดลองทางความคิด" จากผู้บุกเบิกอวกาศชาวรัสเซีย Konstantin Tsiolkovsky ตั้งแต่นั้นมา "megastructures" ดังกล่าวมักปรากฏในนิยายวิทยาศาสตร์ ปัญหาสำคัญในการสร้างลิฟต์อวกาศคือการสร้างสายเคเบิลที่แข็งแกร่งพอที่จะทนต่อแรงพิเศษที่มันจะต้องเผชิญ ['Pillar to the Sky': A Space Elevator ถาม & ตอบกับผู้แต่ง William Forstchen]
ทางเลือกที่เป็นธรรมชาติสำหรับการสร้างสายเคเบิลลิฟท์อวกาศคือท่อคาร์บอนเพียงนาโนเมตรหรือหนึ่งในพันล้านกว้างหนึ่งเมตร การวิจัยก่อนหน้านี้พบว่าท่อนาโนคาร์บอนดังกล่าวสามารถพิสูจน์ได้ดีกว่าเหล็กถึง 100 เท่าโดยน้ำหนักหนึ่งในหก
อย่างไรก็ตามในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์สามารถทำให้ท่อนาโนคาร์บอนยาวได้เพียง 21 นิ้ว (55 เซนติเมตร) เท่านั้น ทางเลือกหนึ่งคือการใช้คอมโพสิตที่เต็มไปด้วยท่อนาโนคาร์บอน แต่สิ่งเหล่านี้ยังไม่แข็งแรงพอสำหรับตัวเอง
ตอนนี้นักวิจัยแนะนำว่าการวาดแรงบันดาลใจจากชีววิทยาอาจช่วยวิศวกรสร้างลิฟต์อวกาศโดยใช้วัสดุที่มีอยู่ “ หวังว่านี่จะเป็นแรงบันดาลใจให้ใครบางคนพยายามสร้างลิฟต์อวกาศ” ฌอนซุนผู้ร่วมเขียนวิศวกรเครื่องกลแห่งมหาวิทยาลัยจอห์นฮอปกิ้นส์ในบัลติมอร์กล่าวกับ Space.com
แรงบันดาลใจไบโอลิฟต์
นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่าเมื่อวิศวกรออกแบบโครงสร้างพวกเขามักจะต้องการวัสดุสำหรับโครงสร้างเหล่านี้เพื่อให้ทำงานได้เพียงครึ่งหนึ่งของความต้านทานแรงดึงสูงสุดหรือน้อยกว่านั้น เกณฑ์นี้ จำกัด โอกาสของโครงสร้างที่ล้มเหลวเนื่องจากทำให้พวกเขามีเวลามากพอที่จะจัดการกับความแปรผันของความแข็งแรงของวัสดุหรือสถานการณ์ที่ไม่คาดฝัน [เราจะหยุดใช้จรวดเพื่อเข้าถึงอวกาศหรือไม่]
ในทางตรงกันข้ามในมนุษย์เอ็นร้อยหวายทนต่อความเครียดเชิงกลเป็นประจำใกล้กับ
สุดยอดความต้านทานแรงดึง ชีววิทยาสามารถผลักวัสดุให้ถึงขีด จำกัด เนื่องจากกลไกการซ่อมแซมอย่างต่อเนื่องนักวิจัยกล่าว
“ ด้วยการซ่อมแซมตัวเองโครงสร้างทางวิศวกรรมสามารถออกแบบให้มีความแตกต่างและแข็งแกร่งกว่าเดิมได้” ซันกล่าว
ยกตัวอย่างเช่นมอเตอร์ที่ใช้แส้เหมือนแส้ที่แบคทีเรียจำนวนมากใช้สำหรับการขับเคลื่อน "หมุนรอบที่ 10,000 รอบต่อนาที [รอบต่อนาที] แต่มันก็ยังซ่อมและพลิกส่วนประกอบทั้งหมดในช่วงเวลาไม่กี่นาที" ซุนกล่าว "มันเหมือนกับว่าคุณขับรถไปตามถนนที่ 100 ไมล์ต่อชั่วโมง [160 กม. / ชม.] ในขณะที่ถอดเครื่องยนต์และเกียร์ของคุณออกเพื่อแทนที่มัน!"
นักวิจัยได้พัฒนากรอบทางคณิตศาสตร์เพื่อวิเคราะห์ว่าลิฟต์อวกาศสามารถยืนอยู่ได้นานแค่ไหนหากชิ้นส่วนของเชือกแตกที่มีประสบการณ์โดยการสุ่ม แต่หน่วยโครงสร้างมีการซ่อมแซมตัวเอง
กลไก. นักวิจัยพบว่าลิฟต์อวกาศที่มีความน่าเชื่อถือสูงสามารถใช้วัสดุที่มีอยู่ในปัจจุบันได้หากมีการซ่อมแซมในอัตราปานกลางเช่นจากหุ่นยนต์
ยกตัวอย่างเช่นจากเส้นใยสังเคราะห์เชิงพาณิชย์ที่รู้จักกันในชื่อ M5 จึงเป็นไปได้ที่จะมีมวลสาร 4 พันล้านตันเป็นไปได้ "นี่คือประมาณ 10,000 เท่าของอาคารที่สูงที่สุดในโลก Burj Khalifa มากกว่าที่เป็นจริงบางสิ่งบางอย่างเช่นคอมโพสิตท่อนาโนคาร์บอนจะทำงานได้"
แดนและผู้เขียนนำการศึกษาซันโปเปสคุนักศึกษาปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยจอห์นฮอปกิ้นส์รายงานการค้นพบของพวกเขาในวันพุธ (17 ต.ค. ) ในวารสาร Royal Interface
