SME
Sobota, 19. október, 2019 | Meniny má Kristián

Vesmírny výťah sa odkladá na neurčito?

Dokázali by ľudia skonštruovať vesmírny výťah z extrémne pevných uhlíkových nanotrubičiek? Táto myšlienka je populárna nielen u autorov science-fiction, existujú už aj seriózne vedecké projekty. Výťah by bol dlhý sto tisíc kilometrov, viedol by od povrchu

Zeme a na orbite by bol upevnený synchrónne s pohybom planéty. Prevážal by kozmický náklad aj návštevníkov, túžiacich po vesmírnych výškach, oveľa hospodárnejšie ako napríklad raketoplány.

Optimizmus bez reálneho základu

Po objave uhlíkových nanotrubíc s nezvyčajne vysokým pomerom sila-hmotnosť niektorí vedci uverili, že by sa ambiciózny projekt vesmírneho výťahu mohol uskutočniť. Optimizmus však teraz schladili výpočty Nicolu Pugna z Turínskej polytechniky v Taliansku. Podľa nich nie sú vlákna dostatočne silné, pretože nevyhnutné poškodenia v nanotrubiciach na úrovni atómov by znižovali pevnosť konštrukcie až o 70 %. Jeho článok sa objaví v júlovom čísle časopisu Journal of Physics: Condensed Matter; predbežne o ňom informovala internetová verzia časopisu Nature.

Článok pokračuje pod video reklamou

Vedci sa domnievajú, že najlepším tvarom by bol pás z nanotrubíc široký asi jeden meter a tenký ako papier. Odolával by tlaku najmenej 62 gigapascalov (čo je toľko, ako keby sa o lano preťahovalo dvestotisíc ľudí). Podľa laboratórnych testov môžu jednotlivé nanočastice vydržať v priemere približne 100 GPa; táto nezvyčajná pevnosť pramení z ich kryštalickej štruktúry. Ak však v nanotrubici chýba čo i len jeden uhlíkový atóm, znižuje to jej pevnosť o 30 %. A obrovské množstvo materiálu, vyrobené z takýchto trubíc, je ešte slabšie. Väčšina vlákien z nanotrubíc by preto mala oveľa nižšiu pevnosť ako jeden GPa.

Čo spôsobí chýbajúci atóm

Nedávne merania vysokokvalitných nanotrubíc ukázali, že približne na dĺžke 4 mikrometrov chýba jeden atóm, menej obvyklé sú "výpadky" dvoch a viacerých atómov. Pugno však upozorňuje, že vo vesmírnych mierkach sa takéto chyby stanú nevyhnutnými. S použitím matematického modelu, ktorý sám navrhol, a ktorý sa uplatnil aj pri predpovedaní pevnosti iných materiálov (napríklad nano-kryštalického diamantu) Pugno vypočítal, že chyby v nanotrubiciach nevyhnutne povedú k poklesu ich pevnosti približne o 30 GPa.

Pugno dodáva, že aj bezchybné nanotrubice by v kozme poškodzovali mikrometeority a dokonca aj erózia atómov kyslíka. Môžeme teda skonštruovať vesmírny výťah? "So súčasnými technológiami nikdy," tvrdí taliansky vedec.

Nikdy nehovor nikdy?

Pugnova analýza je samozrejme v rozpore s vyhláseniami Bradleyho Edwardsa, ktorý napísal štúdiu o vesmírnom výťahu pre NASA a potom aj populárnu knihu. Stal sa tak popredným zástancom jeho konštrukcie. Edwards, zakladateľ a prezident spoločnosti Carbon Designs, sa domnieva, že s dostatočnými finančnými prostriedkami dokáže vyrobiť dostatočne pevné vlákna v priebehu troch rokov. Kľúčovým krokom je podľa neho opatrné namotávanie viacerých dlhých nanotrubíc nahusto, čo posilní trecie väzby a zníži tak úlohu jednotlivých nanotrubíc. Pugno však odpovedá, že kritickým poškodeniam sa trubice nevyhnú bez ohľadu na to, ako sú spletené.

Ani laboratórne pokusy príliš optimizmu nedodávajú. Ray Baughman, riaditeľ NanoTech Institute v Dallase, zverejnil minulý rok článok v Science; ukazuje v ňom meter dlhé vlákno skonštruované podľa návrhu Edwardsa. Toto vlákno má pevnosť menej ako 1 GPa, preto Baughama výsledky Nicolu Pugna neprekvapili. Už desaťročia sa vie o citlivosti kryštalických materiálov na poškodenia a o poklese ich pevnosti s narastajúcou veľkosťou, resp. dĺžkou.

Baugham však optimisticky dodáva, že jedného dňa možno nejaké riešenie nájdeme. Vesmírny výťah vraj "určite nebude existovať počas môjho života, netvrdil by som však, že nikdy." (der)

Najčítanejšie na SME Tech

Hlavné správy zo Sme.sk

Ako o Gorile klamala Anna Bubeníková

Nominantka SDKÚ pôsobila vo Fonde národného majetku devätnásť rokov.

Anna Bubeníková.
Komentár Petra Schutza

Prezidentka je optimistkou bez dôvodu

Niežeby sa dôvera ku krokom polície i prokuratúry dala rovno vylúčiť.

Peter Schutz

Gorila vyhnala do ulíc zástupy ľudí, pochodovali Za spravodlivé Slovensko

Organizátori vyzvali na odchod Trnku, Jankovskú, Fica aj Kováčika.

Pochod iniciatívy Za slušné Slovensko podporili tisíce ľudí
Dnes píše Jaroslav Rumpli

Asi najsmutnejšie je mlčanie Ivana Mikloša

Kolopič sa neprizná, ani keby ho lámali na kolese.

Mikuláš Dzurinda a Ivan Mikloš.

Neprehliadnite tiež

Kosti bojovníkov, ktorí padli v bitke pri rieke Tollense pred približne 3300 rokmi. V Európe predstavuje vôbec prvý dôkaz o prehistorickom bojisku.
Ostrov Bogoslof odfotený 10. januára 2017.
Pozostatky veľryby, na ktorých si pochutnávajú hlbokomorské živočíchy.
Podcast Klik

Klik: Google má cestu, ako vyhrať nad Applom

Komentovaný prehľad technologických správ.

Inzercia - Tlačové správy

  1. Prečo Lukáš chodí po tridsiatke ešte stále na strednú školu
  2. Bývať v novom sa dá aj bez hypotéky (a založenia nehnuteľnosti)
  3. Karibik: Dokonalý oddych v špičkových hoteloch
  4. IBA DNES: Získajte plný prístup na SME.sk na 30 dní zadarmo
  5. Ojazdené pneumatiky odovzdajte, šetríte tak životné prostredie
  6. Lidl je odteraz všade! Vitajte v Lidl e-shope
  7. Výskumný park v Rakúsku zistil, ako sa býva najzdravšie
  8. Limitovaná ponuka: balík SME.sk + DIGI GO so zľavou až 52 %
  9. Nestarnú, ale dozrievajú
  10. Rýchlejšie doma. Už čoskoro.
  1. Firma BONATO oddlžila svojich klientov v sume 100 000 000 Eur
  2. Ako manažovať 16 miliónov dielov denne?
  3. Karibik: Dokonalý oddych v špičkových hoteloch
  4. Bývať v novom sa dá aj bez hypotéky (a založenia nehnuteľnosti)
  5. IBA DNES: Získajte plný prístup na SME.sk na 30 dní zadarmo
  6. Slávnostné otvorenie VIVO! Bratislava už o tri týždne
  7. Prečo Lukáš chodí po tridsiatke ešte stále na strednú školu
  8. Udržateľné úspešné podnikanie na Slovensku a v Bulharsku
  9. Slováci sú chlebovým národom
  10. Ojazdené pneumatiky odovzdajte, šetríte tak životné prostredie
  1. IBA DNES: Získajte plný prístup na SME.sk na 30 dní zadarmo 13 903
  2. Lidl je odteraz všade! Vitajte v Lidl e-shope 13 158
  3. Výskumný park v Rakúsku zistil, ako sa býva najzdravšie 12 913
  4. Zanzibar: Čo treba vidieť v africkom raji 9 675
  5. 5 rád Ľudmily Kolesárovej, ako napísať projekt a získať grant 9 276
  6. Čo na aute vymyslela žena a čo výrobca telefónov? 7 867
  7. Čo všetko dnes majú deti v mobiloch? Boli by ste prekvapení 7 851
  8. Vysokoškoláci zarobia už o 587 eur viac ako stredoškoláci 7 253
  9. Vyrába koláče pre celiatikov. Najobľúbenejšie zákusky prekvapia 6 803
  10. Limitovaná ponuka: balík SME.sk + DIGI GO so zľavou až 52 % 6 730