با کشف نانولوله‌های کربنی؛
به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، ایده ساخت آسانسوری برای سفر به فضا در دهه ۱۹۶۰ میلادی مطرح شد که به دلیل فقدان فناوری‌های لازم، این ایده چندان مورد استقبال قرار نگرفت. هرچند مطرح شدن این ایده، مسیر‌هایی برای ایده پردازی برای چگونگی انجام کار را به دنبال داشت به‌طوری که در مقاله‌ای که جان ایزاک درسال ۱۹۶۶ در مجله ساینس منتشر کرد طرح نخ‌های بسیار نازک و مستحکم را پیشنهاد داد که می‌توانند سازه‌ای را از ایستگاه فضایی معلق نگه‌دارند. اما این طرح نیز در جامعه علمی چندان که باید دیده نشد و به دست فراموشی سپرده شد.
اما اتفاقی در سال ۱۹۹۱ رخ داد که دوباره توجه دانشمندان به سوی این نخ‌های مستحکم جلب شد. با کشف نانولوله‌های کربنی در ژاپن، طرح ساخت رشته‌های مستحکم با نانولوله‌های‌کربنی برای استفاده در آسانسور فضایی وارد مرحله تازه‌ای شد. توجه جامعه عملی به سوی پتانسیل‌های نانولوله‌های کربنی برای ساخت رشته‌های مستحکم جریانی در تحقیقات این ماده ایجاد کرد.
برای پیاده‌سازی این ایده لازم است نانولوله‌های کربنی به هم بافته شوند تا طنابی مستحکم ایجاد شود، هرچند شبیه‌سازی‌های انجام شده توسط یک گروه تحقیقات هنگ‌کنگی نشان داد که تنیده شدن رشته‌های نانولوله‌های کربنی به هم موجب کاهش استحکام آن می‌شود. مطالعات نظری نشان می‌دهد که در یک نانولوله کربنی استحکام کششی ۱۰۰ گیگاپاسکال است، اما شبیه‌سازی این گروه نشان می‌دهد اگر از این نانولوله‌ها برای تنیدن الیاف بزرگ استفاده شود، طنابی به دست می‌آید که استحکام آن تنها یک گیگاپاسکال است که دلیل آن ایجاد نقص‌های ساختاری و نوعی پیچش در بدنه نانولوله‌های کربنی است که با افزایش آن میزان افت استحکام افزایش می‌یابد.
اما تلاش‌های برای ارائه راهبرد‌های مختلف به منظور استفاده از نانولوله‌های کربنی ادامه دارد. در سال ۲۰۱۳یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه سینگوا شرایط بهینه برای رشد نانولوله‌های کربنی طویل را یافتند به‌طوری که با این روش می‌توان نانولوله‌های کربنی به طول نیم‌متر تولید کرد. در سال ۲۰۱۸ محققان این دانشگاه طنابی از جنس نانولوله‌های کربنی ساختند که یک سانتی‌متر آن می‌تواند وزن ۱۶۰ فیل را که بیش از ۸۰۰ تن است، تحمل کند این درحالی است که وزن این رشته تنها ۱٫۶ گرم است. به اعتقاد محققان این پروژه، چنین رشته‌ای می‌تواند برای ساخت آسانسور فضایی استفاده شود.
ایده ساخت آسانسور فضایی شاید در ابتدا یک داستان علمی تخیلی بود، اما طی دهه‌های اخیر، دستاورد‌های دانشمندان موجب شده تا این ایده به واقعیت نزدیک شود. آژانس فضایی آمریکا از سال ۲۰۰۵ رقابتی برای توسعه مواد مستحکم برای ساخت چنین آسانسوری را راه‌اندازی کرده است. شرکت‌هایی نیز براساس این ایده شروع به فعالیت کرده‌اند.
اما اتفاقی در سال ۱۹۹۱ رخ داد که دوباره توجه دانشمندان به سوی این نخ‌های مستحکم جلب شد. با کشف نانولوله‌های کربنی در ژاپن، طرح ساخت رشته‌های مستحکم با نانولوله‌های‌کربنی برای استفاده در آسانسور فضایی وارد مرحله تازه‌ای شد. توجه جامعه عملی به سوی پتانسیل‌های نانولوله‌های کربنی برای ساخت رشته‌های مستحکم جریانی در تحقیقات این ماده ایجاد کرد.
برای پیاده‌سازی این ایده لازم است نانولوله‌های کربنی به هم بافته شوند تا طنابی مستحکم ایجاد شود، هرچند شبیه‌سازی‌های انجام شده توسط یک گروه تحقیقات هنگ‌کنگی نشان داد که تنیده شدن رشته‌های نانولوله‌های کربنی به هم موجب کاهش استحکام آن می‌شود. مطالعات نظری نشان می‌دهد که در یک نانولوله کربنی استحکام کششی ۱۰۰ گیگاپاسکال است، اما شبیه‌سازی این گروه نشان می‌دهد اگر از این نانولوله‌ها برای تنیدن الیاف بزرگ استفاده شود، طنابی به دست می‌آید که استحکام آن تنها یک گیگاپاسکال است که دلیل آن ایجاد نقص‌های ساختاری و نوعی پیچش در بدنه نانولوله‌های کربنی است که با افزایش آن میزان افت استحکام افزایش می‌یابد.
اما تلاش‌های برای ارائه راهبرد‌های مختلف به منظور استفاده از نانولوله‌های کربنی ادامه دارد. در سال ۲۰۱۳یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه سینگوا شرایط بهینه برای رشد نانولوله‌های کربنی طویل را یافتند به‌طوری که با این روش می‌توان نانولوله‌های کربنی به طول نیم‌متر تولید کرد. در سال ۲۰۱۸ محققان این دانشگاه طنابی از جنس نانولوله‌های کربنی ساختند که یک سانتی‌متر آن می‌تواند وزن ۱۶۰ فیل را که بیش از ۸۰۰ تن است، تحمل کند این درحالی است که وزن این رشته تنها ۱٫۶ گرم است. به اعتقاد محققان این پروژه، چنین رشته‌ای می‌تواند برای ساخت آسانسور فضایی استفاده شود.
ایده ساخت آسانسور فضایی شاید در ابتدا یک داستان علمی تخیلی بود، اما طی دهه‌های اخیر، دستاورد‌های دانشمندان موجب شده تا این ایده به واقعیت نزدیک شود. آژانس فضایی آمریکا از سال ۲۰۰۵ رقابتی برای توسعه مواد مستحکم برای ساخت چنین آسانسوری را راه‌اندازی کرده است. شرکت‌هایی نیز براساس این ایده شروع به فعالیت کرده‌اند.
شرکت اوبایاشی در ژاپن اعلام کرده برنامه‌ای برای ساخت آسانسور فضایی تا سال ۲۰۵۰ دارد. این شرکت قصد دارد برای این کار کابلی از نانولوله‌های کربنی برای ساخت آسانسوری با ظرفیت ۳۰ نفر با سرعت ۲۰۰ کیلومتر در ساعت تولید کند. موتور مغناطیسی و پنل خورشیدی از جمله اجزاء تامین‌کننده نیروی محرکه این آسانسور خواهند بود.
گروه لیفت‌پورت از دیگر شرکت‌هایی است که پروژه ساخت آسانسور فضایی را دنبال می‌کند. این شرکت در سال ۲۰۰۴ آزمایش‌هایی روی روبان‌هایی با استحکام بالا را انجام داد و در سال ۲۰۰۵ موفق به ساخت آسانسوری با این روبان‌های نانولوله‌ای شد که تا ارتفاع ۳۰۰ متر بالا می‌رود. در سال ۲۰۱۱ این شرکت اعلام کرد پروژه ساخت آسانسوری به فضا را دنبال می‌کند و بودجه‌ای نیز برای حمایت از تحقیقات افراد و گروه‌های مختلف در این مسیر درنظر گرفته است. این شرکت به صورت رسمی اعلام کرده تا چند سال آینده آسانسوری برای رسیدن به ماه خواهد ساخت.
علی‌رغم تلاش‌های محققان و شرکت‌ها و سرمایه‌گذاری‌های انجام شده هنوز آسانسوری برای ایجاد ارتباط میان زمین با ایستگاه فضایی یا ماه ساخته نشده است، هرچند دستاورد‌های انکارناپذیری در این مسیر به‌دست آمده که می‌تواند رویای ساخت آسانسوری برای طی بیش از ۳۸۵ هزار کیلومتر میان زمین و ماه را عملی کند.
گروه لیفت‌پورت از دیگر شرکت‌هایی است که پروژه ساخت آسانسور فضایی را دنبال می‌کند. این شرکت در سال ۲۰۰۴ آزمایش‌هایی روی روبان‌هایی با استحکام بالا را انجام داد و در سال ۲۰۰۵ موفق به ساخت آسانسوری با این روبان‌های نانولوله‌ای شد که تا ارتفاع ۳۰۰ متر بالا می‌رود. در سال ۲۰۱۱ این شرکت اعلام کرد پروژه ساخت آسانسوری به فضا را دنبال می‌کند و بودجه‌ای نیز برای حمایت از تحقیقات افراد و گروه‌های مختلف در این مسیر درنظر گرفته است. این شرکت به صورت رسمی اعلام کرده تا چند سال آینده آسانسوری برای رسیدن به ماه خواهد ساخت.
علی‌رغم تلاش‌های محققان و شرکت‌ها و سرمایه‌گذاری‌های انجام شده هنوز آسانسوری برای ایجاد ارتباط میان زمین با ایستگاه فضایی یا ماه ساخته نشده است، هرچند دستاورد‌های انکارناپذیری در این مسیر به‌دست آمده که می‌تواند رویای ساخت آسانسوری برای طی بیش از ۳۸۵ هزار کیلومتر میان زمین و ماه را عملی کند.
ارسال نظرات