Ideea unui lift spaţial pare ruptă din povestirile ştiinţifico-fantastice şi chiar este, ea fiind popularizată de către celebrul scriitor Arthur C Clarke. În viziunea acestuia, un cablu ar atârna pur şi simplu din cer şi pe el ar circula un lift, transportând turişti spaţiali sau astronauţi către hoteluri aflate pe o orbită geostaţionară. Pe aceste orbite, folosite de sateliţii moderni, obiectele rămân la aceeaşi înălţime faţă de Pământ, orbitând efectiv în jurul Pământului precum Lună.
Desigur, nu există pe cer nici un punct de care acest cablu spaţial ar putea fi atârnat, aşa că Arthur C Clarke a propus ca acest cablu să fie extins dincolo de orbita spaţială, unde greutatea liftului şi a cablului ar putea fi contrabalansată de o altă greutate. Fizicienii au şi calculat detaliile tehnice şi au ajuns la concluzia că acest cablu cosmic, pe care se deplasează liftul spaţial, ar trebui să se extindă peste 30000 de kilometri de la orbita geostaţionară către Pământ şi peste 60000 de kilometri de partea cealaltă, către spaţiu. Astfel, ne-am putea imagina situaţia ca un cablu uriaş aflat pe orbita geostaţionară, cu un capăt ce atinge suprafaţa pământului iar altul mătură spaţiul cosmic. Pe acest cablu s-ar deplasa liftul cosmic.
Tehnic însă, datorită lungimii sale uriaşe, un astfel de cablu are o problemă majoră: ar putea ceda sub propria greutate! Nu e greu de văzut, dacă cântărim un simplu lanţ metalic foarte puternic; acesta are cu uşurinţă câteva kilograme pe metru, ceea ce ar duce la o greutate totală de aproape un milion de tone! Nu ajută nici să punem mai multe lanţuri unul lângă altul, căci atunci greutatea totală creşte cu acelaşi factor...
Astfel, zeci de ani, ideea lui Arthur C Clarke a rămas în domeniul imaginarului, până acum câţiva ani, odată cu descoperirea nanotuburilor de carbon. Acestea sunt structuri filamentare de atomi de carbon, de diametre de aproximativ un nanometru (câteva rânduri de atomi), dar cu un raport de zeci de milioane între lungimea şi diametrul structurii. Mai mult, rezistenţa acestor fire de carbon depăşeşte de mii de ori pe cea a celui mai bun oţel. Astfel, un mănunchi de astfel de fire cu un diametru de numai un milimetru poate susţine o greutate de şase tone!
Rezistenţa aceasta le face ideale pentru a fi folosite ca materiale pentru cablul liftului spaţial. Mai mult, densitatea nanotuburilor de carbon este foarte scăzută (în jur de 1,3 grame pe centimetru cub), ceea ce face ca greutatea proprie totală a cablului să fie foarte mică. De fapt, folosind datele de mai sus, se poate calcula ca greutatea totală a unui astfel de cablu spaţial de diametru de un milimetru este de câteva zeci de tone. Cum am menţionat că greutatea pe care acest cablu ar putea-o susţine este de şase tone, este clar că nanotuburile de carbon nu pot fi încă folosite ca şi cabluri spaţiale, dar şi că ele nu sunt departe de a realiza această performanţă.
Încântaţi de aceste date, cercetătorii japonezi au organizat acum doi ani o conferinţă pentru a implementa practic această nouă soluţie, iar NASA a instituit un nou premiu, în valoare de 4 milioane de dolari pentru prima soluţie viabilă. Căci, paradoxal, problema majoră nu stă în rezistenţa nanotuburilor de carbon, ci în lungimea lor! Astfel, deşi acestea au raporturi foarte mari între lungime şi diametru, lungimea totală nu depăşeşte în mod normal câţiva milimetri...
Pentru a depăşi acest obstacol, profesorul Alan Windle de la Universitatea din Cambridge a venit recent cu o nouă soluţie: lipirea atomică a acestor nanotuburi de carbon. Luna trecută, într-o conferinţă în micul stat Luxemburg, aceştia şi-a prezentat noua tehnologie. Aceasta constă în "evaporarea" în prima instanţă a nonutuburilor de carbon, creând un fel de fum gros de astfel de nanotuburi. Datorită forţelor atomice prezente, nanotuburile de carbon se unesc automat unele cu altele în acest fum des, creând fire de lungime şi mai mare.
Noua tehnologie nu este foarte efectivă, profesorul Windle creând numai un gram de material într-o singură zi. El speră însă că procesul va fi mai rapid odată ce va fi adoptat la scară industrială. Dacă este aşa, rămâne de văzut, după cum rămâne de verificat şi rezistenţa noilor "lipituri" între nanotuburile de carbon, care nu trebuie desigur să compromită rezistenţa originală.
Una peste alta, tehnologia pare să avanseze în acest domeniu şi să nu ne mire dacă, peste câţiva ani, fizicienii vor fi în stare să producă nanotuburi de carbon precum firele textile, de lungimi oricât de mari. În acel moment vom putea spune cu siguranţă că transportul spaţial va fi revoluţionat, într-o manieră în care numai scriitorii de science-fiction ar fi putut să o viseze...
0 comentarii:
Trimiteți un comentariu