Οι Κινέζοι μελετούν κατασκευή γιγάντιων διαστημικών σκαφών;

Σύμφωνα με τον ιστότοπο https://www.livescience.com/ η Κίνα προτίθεται να κατασκευάσει μεγάλο διαστημόπλοιο μήκους πάνω από ένα χιλιόμετρο: Πόσο εφικτή όμως είναι η ιδέα και ποια η χρησιμότητα ενός τέτοιου τεράστιου διαστημικού σκάφους;

Το έργο είναι μέρος μιας ευρύτερης πρόκλησης από το Εθνικό Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της Κίνας, έναν χρηματοδοτικό οργανισμό που διαχειρίζεται το Υπουργείο Επιστήμης και Τεχνολογίας της χώρας. Ένα ερευνητικό περίγραμμα που δημοσιεύτηκε στον ιστότοπο του ιδρύματος περιέγραψε τέτοια τεράστια διαστημόπλοια ως «κύριο στρατηγικό αεροδιαστημικό εξοπλισμό για τη μελλοντική χρήση διαστημικών πόρων, εξερεύνηση των μυστηρίων του σύμπαντος και μακροχρόνια διαβίωση σε τροχιά».

Το κόστος

Το ίδρυμα θέλει τους επιστήμονες να διεξάγουν έρευνα για νέες, ελαφριές μεθόδους σχεδιασμού που θα μπορούσαν να περιορίσουν τη μάζα δομικού υλικού που θα μπει σε τροχιά και νέες τεχνικές για την ασφαλή συναρμολόγηση τέτοιων τεράστιων δομών στο διάστημα. Εάν χρηματοδοτηθεί, η μελέτη σκοπιμότητας θα διαρκέσει πέντε χρόνια και θα έχει προϋπολογισμό 15 εκατομμύρια γιουάν (2,3 εκατομ $).

Το έργο μπορεί να ακούγεται σαν επιστημονική φαντασία, αλλά ο πρώην επικεφαλής της NASA, Mason Peck, είπε ότι η ιδέα δεν είναι εντελώς άτοπη και η πρόκληση είναι περισσότερο θέμα μηχανικής παρά θεμελιώδους επιστήμης.
«Νομίζω ότι είναι απολύτως εφικτό», δήλωσε ο Peck, τώρα καθηγητής μηχανικής αεροδιαστημικής στο Πανεπιστήμιο Cornell, στο Live Science.
«Θα περιέγραφα τα ζητήματα όχι ως ανυπέρβλητα εμπόδια, αλλά μάλλον ως προβλήματα κλίμακας».
Μακράν η μεγαλύτερη πρόκληση θα ήταν η τιμή του, σημείωσε ο Peck, λόγω του τεράστιου κόστους των κατάλληλων υλικών και μερών για το διάστημα. Σύμφωνα με τη NASA, ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός (ISS), ο οποίος έχει πλάτος μόλις 361 πόδια (110 μέτρα) στο ευρύτερο σημείο του, κόστισε περίπου 100 δις $.


Ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός (ISS)

Πολλά εξαρτώνται από το είδος της δομής που σχεδιάζουν να κατασκευάσουν οι Κινέζοι. Ο ISS είναι γεμάτος εξοπλισμό και έχει σχεδιαστεί για να φιλοξενεί ανθρώπους, γεγονός που αυξάνει σημαντικά τη μάζα του. «Αν μιλάμε για κάτι που είναι απλώς μακρύ και όχι βαρύ, τότε είναι άλλη ιστορία», είπε.

Οι τεχνικές κατασκευής θα μπορούσαν επίσης να μειώσουν το κόστος: η συμβατική προσέγγιση θα ήταν η κατασκευή εξαρτημάτων στη Γη και στη συνέχεια η συναρμολόγησή τους όπως τα Lego σε τροχιά, είπε ο Peck, αλλά η τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης θα μπορούσε δυνητικά να μετατρέψει συμπαγείς πρώτες ύλες σε δομικά στοιχεία πολύ μεγαλύτερων διαστάσεων στο διάστημα.
Μια ακόμη πιο ελκυστική επιλογή θα ήταν η προμήθεια πρώτων υλών από το φεγγάρι, το οποίο έχει χαμηλή βαρύτητα σε σύγκριση με τη Γη, πράγμα που σημαίνει ότι η εκτόξευση υλικών από την επιφάνειά του στο διάστημα θα ήταν πολύ πιο εύκολη. Ωστόσο, αυτό απαιτεί πρώτα υποδομή εκτόξευσης στο φεγγάρι και ως εκ τούτου δεν αποτελεί βραχυπρόθεσμη επιλογή.

Μεγάλο διαστημόπλοιο, μεγάλα προβλήματα

Μια δομή τέτοιων τεράστιων αναλογιών θα αντιμετωπίσει επίσης μοναδικά προβλήματα. Κάθε φορά που ένα διαστημόπλοιο υποβάλλεται σε δυνάμεις, είτε από ελιγμούς σε τροχιά είτε από πρόσδεση ή σύνδεση με άλλο όχημα, η κίνηση προσδίδει ενέργεια στη δομή του που το κάνει να δονείται και να λυγίζει, εξήγησε ο Peck. Με μια τόσο μεγάλη δομή, αυτές οι δονήσεις θα χρειαστούν πολύ χρόνο για να αποσβεστούν, οπότε είναι πιθανό το διαστημόπλοιο να απαιτεί αμορτισέρ ή ενεργό έλεγχο για να εξουδετερώσει τους κραδασμούς.
Οι σχεδιαστές θα πρέπει επίσης να κάνουν προσεκτικές αντισταθμίσεις όταν αποφασίζουν σε ποιο ύψος θα πρέπει να περιφέρεται το διαστημόπλοιο. Σε χαμηλότερα υψόμετρα, η οπισθέλκουσα από την εξωτερική ατμόσφαιρα επιβραδύνει τα οχήματα, απαιτώντας από αυτά να συνεχίζουν να κινούνται ξανά σε σταθερή τροχιά. Αυτό είναι ήδη ένα ζήτημα για τον ISS, σημείωσε ο Peck, αλλά για μια πολύ μεγαλύτερη δομή, η οποία έχει μεγαλύτερη αντίσταση και θα απαιτούσε περισσότερα καύσιμα για να επανέλθει στη θέση της, θα αποτελούσε μείζονα ανησυχία.
Από την άλλη πλευρά, η εκτόξευση σε μεγαλύτερα υψόμετρα είναι πολύ πιο ακριβή και τα επίπεδα ακτινοβολίας αυξάνονται όσο πιο μακριά από την ατμόσφαιρα της Γης, κάτι που θα αποτελέσει πρόβλημα εάν το διαστημόπλοιο φιλοξενήσει ανθρώπους.
Ενώ η κατασκευή μιας τέτοιας δομής μπορεί να είναι τεχνικά εφικτή, δεν είναι στην πράξη, δήλωσε ο Michael Lembeck, καθηγητής μηχανικής αεροδιαστημικής στο Πανεπιστήμιο του Illinois στο Urbana-Champaign, ο οποίος έχει εργαστεί τόσο σε κυβερνητικά όσο και σε εμπορικά διαστημικά προγράμματα.

«Είναι σαν να μιλάμε για την κατασκευή του Starship Enterprise», είπε.
«Είναι φανταστικό, όχι εφικτό -διασκεδαστικό να το σκεφτόμαστε, αλλά δεν είναι ρεαλιστικό για το επίπεδο της τεχνολογίας μας», δεδομένου κυρίως του κόστους.
Βλέποντας το μικρό προϋπολογισμό του ερευνητικού έργου, είναι πιθανό να πρόκειται μόνο για μια μικρή, ακαδημαϊκή μελέτη για τη χάραξη των πρώτων περιγραμμάτων ενός τέτοιου έργου και τον εντοπισμό τεχνολογικών κενών, είπε ο Lembeck.
Προς σύγκριση, ο προϋπολογισμός για την κατασκευή μιας κάψουλας μεταφοράς αστροναυτών στον ISS ήταν 3 δις.$

Υπάρχουν επίσης ερωτηματικά σχετικά με τη χρήση ενός τόσο μεγάλου διαστημόπλοιου.
Οι δυνατότητες για εγκαταστάσεις κατασκευής χώρου που εκμεταλλεύονται τη μικροβαρύτητα και την άφθονη ηλιακή ενέργεια για την κατασκευή προϊόντων υψηλής αξίας όπως ημιαγωγών και οπτικού εξοπλισμού ή μακροπρόθεσμης διαβίωσης εκτός κόσμου υπάρχουν. Όλα όμως θα συνεπαγόταν τεράστιο κόστος συντήρησης.
«Ο διαστημικός σταθμός είναι επιχείρηση 3 δις.$ ετησίως» -πρόσθεσε ο Lembeck, «οπότε για μεγαλύτερες εγκαταστάσεις γίνεται μια αρκετά μεγάλη, δαπανηρή επιχείρηση».

Η Κίνα έχει επίσης εκφράσει το ενδιαφέρον της για την κατασκευή τεράστιων συστοιχιών ηλιακής ενέργειας σε τροχιά και μετάδοσης στη γη μέσω μικροκυμάτων, αλλά ο Peck υποστήριξε ότι τα οικονομικά μεγέθη ενός τέτοιου έργου απλά δεν είναι ανταποδοτικά.
Έχοντας κάνει υπολογισμούς «επί χάρτου» -όπως υποστήριξε εκτιμά ότι θα κοστίζει ~$ 1.000|watt, σε σύγκριση με μόλις $ 2 για ενέργεια που παράγεται από ηλιακούς συλλέκτες στη γη.

Ίσως η πιο ελπιδοφόρα εφαρμογή για μια τόσο μεγάλη διαστημική δομή θα ήταν διαστημικό τηλεσκόπιο αυτής της κλίμακας που θα μπορούσε δυνητικά να δει χαρακτηριστικά στην επιφάνεια των πλανητών σε άλλα ηλιακά συστήματα.
«Αυτό θα μπορούσε να είναι καθοριστικό για την κατανόησή μας αναφορικά με τους εξωηλιακούς πλανήτες και πιθανώς τη ζωή στο σύμπαν». πρόσθεσε.

Επιμέλεια Γιάννης Παπαγιάννης

Ετικέτες: ,

Δείτε ακόμα...