آسانسور فضایی دیگر یک رؤیا نیست؛ سفر به مدار زمین بدون موشک!

حجم ماده‌ی مورد نیاز برای ساخت چنین کابلی آنقدر زیاد است که هرگونه صرفه‌جویی اقتصادی یا مزیت کاربردی بالقوه را عملاً از بین می‌برد؛ تازه این در حالی است که فرض کرده‌ایم می‌توانیم فیبرهای انتخاب‌شده را بدون کاهش مقاومت کششی، به‌راحتی به‌شکل کابل درآوریم که درواقع فرضی خوش‌بینانه و تضمین‌نشده است.

با همه‌ی این تفاسیر، می‌توانیم با خیال راحت بگوییم: از نظر فیزیکی، آسانسور فضایی ممکن است، چون قوانین طبیعت آن را رد نمی‌کنند. اما واقعیت آن است که درحال‌حاضر هیچ ماده‌ای وجود ندارد که ساخت چنین سازه‌ای را از نظر مهندسی امکان‌پذیر کند.

در تمام این محاسبات، فرض کرده‌ایم که ماده تا حداکثر توان کششی‌اش کشیده شده است؛ اما در دنیای واقعی، هیچ سازه‌ای را با این فرض طراحی نمی‌کنند. طراحی مهندسی باید براساس مقاومت تسلیم (Yield Strength) انجام شود.

مقاومت تسلیم، همان نقطه‌ای است که ماده برای اولین‌بار شروع به تغییر شکل دائمی می‌کند. یعنی اگر تنش از حدی مشخص بیشتر شود، ماده دیگر نمی‌تواند به حالت اولیه‌اش بازگردد. بعد از این نقطه، ماده وارد یک وضعیت ناپایدار می‌شود: به‌جای آنکه تنش بیشتری را تحمل کند، سطح مقطع آن شروع به کاهش می‌کند. به این پدیده گلویی‌کردن (Necking) می‌گویند که ماده تحت فشار باریک می‌شود و به‌سرعت به سمت پارگی می‌رود.

در مرحله‌ی گلویی‌کردن، ماده مثل قبل عمل نمی‌کند و به‌سرعت به‌ سمت پارگی پیش می‌رود. به‌همین‌دلیل، مهندسان همیشه طراحی را براساس مقدار ایمن‌تری انجام می‌دهند که پایین‌تر از نقطه‌ی تسلیم باشد تا دوام، پایداری و ایمنی سازه تضمین شود. بدتر از آن این است که ما هنوز حتی کرنش (تغییر طول ماده بر اثر تنش) را هم در نظر نگرفته‌ایم. یعنی هنوز بخشی از پیچیدگی‌های واقعی این مسئله روی میز نیامده‌اند.

یکی از فناوری‌های آینده‌محوری که خیلی‌ها به آن امیدوار هستند، نانولوله‌های کربنی (Carbon Nanotubes) است؛ موادی که از نظر استحکام، واقعاً فراتر از حد تصور عمل می‌کنند. طبق برخی پژوهش‌ها، مقاومت کششی نهایی این ماده می‌تواند تا ۱۳۰ گیگاپاسکال برسد. در کنار این ویژگی، چگالی آن نیز بسیار پایین و در حدود ۱۳۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب است. ترکیب سبک‌وزنی و استحکام بالا، این ماده را به یک گزینه‌ی ایدئال برای سازه‌های فضایی تبدیل می‌کند.