कैसे एक स्पेस लिफ्ट काम करेगा

एक अंतरिक्ष लिफ्ट एक प्रस्तावित परिवहन प्रणाली है जो पृथ्वी की सतह को अंतरिक्ष से जोड़ती है। लिफ्ट वाहनों का उपयोग करने के बिना कक्षा या अंतरिक्ष की यात्रा करने की अनुमति देगा रॉकेट. जबकि एलिवेटर यात्रा रॉकेट यात्रा से अधिक तेज़ नहीं होगी, यह बहुत कम खर्चीला होगा और इसका उपयोग कार्गो और संभवतः यात्रियों को परिवहन के लिए लगातार किया जा सकता है।

कॉन्स्टेंटिन त्सोल्कोवस्की ने पहली बार 1895 में एक अंतरिक्ष लिफ्ट का वर्णन किया था। Tsiolkovksy ने भू-स्थिर कक्षा में सतह से एक टॉवर बनाने का प्रस्ताव दिया, जो अनिवार्य रूप से एक अविश्वसनीय रूप से ऊंची इमारत बना रहा था। उनके विचार के साथ समस्या यह थी कि संरचना को सभी द्वारा कुचल दिया जाएगा वजन इसके ऊपर। अंतरिक्ष लिफ्ट की आधुनिक अवधारणाएं एक अलग सिद्धांत पर आधारित हैं - तनाव। लिफ्ट का निर्माण पृथ्वी की सतह के एक छोर पर लगे केबल और भूस्थैतिक कक्षा (35,786 किमी) से ऊपर के दूसरे छोर पर बड़े पैमाने पर जवाबी हमले के लिए किया जाएगा। गुरुत्वाकर्षण केबल पर नीचे की ओर खींचेगा, जबकि अभिकेन्द्रीय बल परिक्रमा काउंटरवेट से ऊपर की ओर खींचती है। एक टावर बनाने से लेकर अंतरिक्ष की तुलना में विरोधी ताकतों ने लिफ्ट पर तनाव को कम किया।

जबकि एक सामान्य एलेवेटर एक प्लेटफॉर्म को ऊपर और नीचे खींचने के लिए मूविंग केबल्स का उपयोग करता है, स्पेस एलेवेटर होगा क्रॉलर, पर्वतारोही, या भारोत्तोलक नामक उपकरणों पर निर्भर करते हैं जो एक स्थिर केबल के साथ यात्रा करते हैं या फीता। दूसरे शब्दों में, लिफ्ट केबल पर चलेगी। कई पर्वतारोहियों को कोरिओलिस बल से कंपन को दूर करने के लिए दोनों दिशाओं में यात्रा करने की आवश्यकता होती है, जो उनकी गति पर काम करता है।

लिफ्ट के लिए सेटअप कुछ इस तरह होगा: एक विशाल स्टेशन, कैप्चर किया गया क्षुद्रग्रह, या पर्वतारोहियों के समूह को भूस्थैतिक कक्षा से अधिक स्थान दिया जाएगा। चूँकि केबल पर तनाव कक्षीय स्थिति में इसकी अधिकतम सीमा पर होगा, इसलिए केबल पृथ्वी की सतह की ओर बढ़ते हुए सबसे मोटी होगी। सबसे अधिक संभावना है, केबल को या तो अंतरिक्ष से तैनात किया जाएगा या कई खंडों में निर्मित किया जाएगा, जो पृथ्वी पर नीचे जाएगा। पर्वतारोही घर्षण द्वारा जगह-जगह लगे रोलर्स पर केबल को ऊपर और नीचे ले जाते हैं। मौजूदा ऊर्जा, जैसे वायरलेस ऊर्जा हस्तांतरण, सौर ऊर्जा और / या संग्रहीत परमाणु ऊर्जा द्वारा बिजली की आपूर्ति की जा सकती है। सतह पर कनेक्शन बिंदु समुद्र में एक मोबाइल प्लेटफॉर्म हो सकता है, जो बाधाओं से बचने के लिए लिफ्ट और लचीलेपन के लिए सुरक्षा प्रदान करता है।

एक अंतरिक्ष लिफ्ट पर यात्रा तेज नहीं होगी! एक छोर से दूसरे छोर तक यात्रा का समय कई दिनों से लेकर एक महीने तक होगा। दूरी को परिप्रेक्ष्य में रखने के लिए, यदि पर्वतारोही 300 किमी / घंटा (190 मील प्रति घंटे) की रफ्तार से आगे बढ़े, तो भू-समकालिक कक्षा में पहुंचने में पांच दिन लगेंगे। क्योंकि पर्वतारोहियों को इसे स्थिर बनाने के लिए केबल पर दूसरों के साथ मिलकर काम करना पड़ता है, इसलिए यह संभव है कि प्रगति बहुत धीमी हो।

अंतरिक्ष लिफ्ट निर्माण के लिए सबसे बड़ी बाधा उच्च पर्याप्त के साथ एक सामग्री की कमी है तन्यता ताकत तथा लोच और काफी कम है घनत्व केबल या रिबन बनाने के लिए। अब तक, केबल के लिए सबसे मजबूत सामग्री हीरा नैनोट्रेड्स (2014 में पहली बार संश्लेषित) होगी कार्बन नैनोट्यूबल्स. इन सामग्रियों को घनत्व अनुपात के लिए पर्याप्त लंबाई या तन्यता ताकत के लिए अभी तक संश्लेषित नहीं किया गया है। सहसंयोजक रासायनिक बंधन कार्बन या हीरे के नैनोट्यूब में कार्बन परमाणुओं को जोड़ने से अलग करने या फाड़ने से पहले केवल इतना तनाव झेलना पड़ सकता है। वैज्ञानिकों ने उन तनावों की गणना की जो बॉन्ड का समर्थन कर सकते हैं, यह पुष्टि करते हुए कि यह एक दिन संभव हो सकता है जब तक कि एक रिबन का निर्माण पर्याप्त समय तक न हो पृथ्वी से भूस्थिर कक्षा में खिंचाव, यह पर्यावरण, कंपन और पर्वतारोहियों से अतिरिक्त तनाव को बनाए रखने में सक्षम नहीं होगा।

कंपन और लड़खड़ाहट एक गंभीर विचार है। केबल दबाव से अतिसंवेदनशील होगा सौर हवा, हार्मोनिक्स (यानी, वास्तव में लंबे वायलिन स्ट्रिंग की तरह), बिजली के हमलों, और कोरिओलिस बल से वबल। एक समाधान क्रॉलर्स के आंदोलन को नियंत्रित करना होगा ताकि कुछ प्रभावों की भरपाई की जा सके।

एक और समस्या यह है कि भूस्थैतिक कक्षा और पृथ्वी की सतह के बीच का स्थान अंतरिक्ष कबाड़ और मलबे से अटे पड़ा है। समाधानों में पृथ्वी के निकट अंतरिक्ष की सफाई करना या अवरोधकों को चकमा देने में सक्षम बनाना शामिल है।

अन्य मुद्दों में जंग, माइक्रोमीटरोराइट प्रभाव और वान एलन विकिरण बेल्ट (सामग्री और जीवों दोनों के लिए एक समस्या) के प्रभाव शामिल हैं।

चुनौतियों का परिमाण पुन: प्रयोज्य रॉकेटों के विकास के साथ मिलकर विकसित हुआ SpaceX द्वारा, अंतरिक्ष लिफ्ट में रुचि कम हो गई है, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि लिफ्ट का विचार है मृत।

पृथ्वी-आधारित अंतरिक्ष लिफ्ट के लिए एक उपयुक्त सामग्री अभी तक विकसित नहीं की गई है, लेकिन मौजूदा सामग्री चंद्रमा, अन्य चंद्रमा, मंगल या क्षुद्रग्रहों पर एक अंतरिक्ष लिफ्ट का समर्थन करने के लिए पर्याप्त मजबूत है। मंगल के पास है पृथ्वी का लगभग एक तिहाई गुरुत्वाकर्षण, फिर भी उसी दर पर घूमता है, इसलिए एक मंगल ग्रह का अंतरिक्ष यान पृथ्वी पर निर्मित एक से बहुत कम होगा। मंगल पर एक एलेवेटर की निम्न कक्षा को संबोधित करना होगा चंद्रमा फोबोस, जो नियमित रूप से मंगल ग्रह के भूमध्य रेखा को काटता है। दूसरी ओर, एक चंद्र लिफ्ट के लिए जटिलता यह है कि चंद्रमा एक स्थिर कक्षा बिंदु की पेशकश करने के लिए जल्दी से पर्याप्त रूप से घूमता नहीं है। तथापि, लैग्रेंजियन अंक इसके बजाय इस्तेमाल किया जा सकता है। भले ही चंद्रमा के पास एक चंद्र एलिवेटर 50,000 किमी लंबा होगा और इसके सबसे लंबे समय तक चलने पर भी, कम गुरुत्वाकर्षण निर्माण को संभव बनाता है। एक मार्टियन एलिवेटर ग्रह के गुरुत्वाकर्षण के बाहर चल रहे परिवहन को अच्छी तरह से प्रदान कर सकता है, जबकि चंद्रमा से सामग्री को पृथ्वी तक आसानी से पहुंचने वाले स्थान पर भेजने के लिए एक चंद्र लिफ्ट का उपयोग किया जा सकता है।

कई कंपनियों ने अंतरिक्ष लिफ्ट के लिए योजनाएं प्रस्तावित की हैं। व्यवहार्यता अध्ययन से संकेत मिलता है कि एक एलेवेटर तब तक नहीं बनाया जाएगा जब तक (ए) एक सामग्री की खोज नहीं की जाती है जो पृथ्वी के एलेवेटर के लिए तनाव का समर्थन कर सकता है या (बी) चंद्रमा या मंगल पर एक एलेवेटर की आवश्यकता है। हालांकि यह संभावित है कि 21 वीं सदी में स्थितियां पूरी हो जाएंगी, आपकी बकेट लिस्ट में स्पेस एलेवेटर राइड को जोड़ना समय से पहले हो सकता है।

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