Japanners willen ruimtelift bouwen die 36.000 kilometer omhoog kan

Het Japanse consortium van bedrijven en onderzoeksinstellingen dat aan de bouw van een ruimtelift werkt, de Japan Space Elevator Association, wil in november een plan opstellen voor de bouw van zo'n lift.

De ruimtelift, een concept dat door science fiction-schrijver Arthur C. Clarke gepopulariseerd werd, zou moeten zorgen voor het transport van goederen en mensen naar een geostationaire baan om de aarde. Het voordeel van een lift ten opzichte van transport via een raket of vergelijkbaar gestuwd transportmiddel is de energiebehoefte: een ruimtelift heeft maar een fractie van de energie nodig die een raket behoeft. Volgens schattingen zou slechts één procent van de energie die de Space Shuttle gebruikt, nodig zijn om vracht met de ruimtelift omhoog te brengen. Een vooralsnog onoverkomelijk obstakel voor de bouw van zo'n lift is echter de huidige stand van de techniek: die is op verschillende punten ruimschoots ontoereikend.

Een van de grootste problemen is de kabel. Die moet een kleine 36.000 kilometer lang zijn om de vereiste geostationaire baan om de aarde te bereiken. De totale kabel moet nog tweemaal zo lang zijn, aangezien het zwaartepunt idealiter bij het eindpunt van de kabel ligt. De tweede helft van de kabel moet dat evenwicht met behulp van een contragewicht in stand houden. Die kabel van 72.000 kilometer zou bovendien veel sterker moeten zijn dan staalkabels of zelfs kabels van nanobuisjes. Momenteel zijn dergelijke kabels van nanobuisjes zo'n honderdtachtig maal sterker dan stalen kabels, maar een nog viermaal zo sterke kabel is nodig voor de ruimteliften. Toch hopen de Japanners juist met nanobuisjes kabels te bouwen die sterk genoeg zijn.

Het gebruik van nanobuisjes zou niet alleen het vraagstuk van voldoende trekkracht kunnen oplossen, ook de wijze waarop materiaal en personen getransporteerd worden kan met nanobuisjes gerealiseerd worden. Aangezien de buisjes goede elektrische geleiders zijn, denken de Japanners aan de toepassing van magnetische levitatie, een techniek die bij sommige treinen wordt gebruikt. In november komen bedrijven en onderzoekers bij elkaar om een tijdslijn vast te stellen wanneer het project gereed moet zijn. Er is al een voorlopige begroting opgesteld, die op een bescheiden 6,5 miljard euro uitkomt.

Reacties (300)

[Beempje]

Verbazingwekkend hoeveel tweakers hier overduidelijk echt geen flauw idee hebben hoe het ding nu gebouwd gaat worden. Begrijpend lezen mensen, is niet moeilijk.

De kabel gaat niet omhoog en dan weer omlaag. Het gaat omhoog en dan VERDER omhoog. 36000km omhoog naar het eindpunt, dan nog een 36000km verder de ruimte in als contragewicht. Het stuk "kabel" (dit is uiteraard geen stukje standaard liftkabel, maar veel veel dikker... zal wel een paar meter zijn op zn minst) aan de kant van de Aarde trekt omlaag (zwaartekracht), maar het stuk kabel in de ruimte trekt omhoog (van de Aarde af) waardoor het geheel in evenwicht blijft. Vandaar dat het dus ook niet om kan vallen.

[Reactie gewijzigd door Beempje op 22 juli 2024 22:47]

[LeLo]

Klopt wel, maar 'halverwege' (dus op 36.000 kilometer hoogte) trekt het gewicht van beide kanten aan de kabel. De kabel zal toch redelijk zwaar zijn en hoe stevig deze ook is, als op dit breekpunt iets fout gaat, zal het bovenste deel de ruimte in worden geslingerd maar het onderste deel vrij snel neerstorten op aarde... Hopelijk wordt de bovenste 'helft' dan ook iets groter gemaakt, zodat er uiteindelijk een kleine kracht omhoog aan de gehele kabel trekt, en dat dit verschil halverwege wordt gecompenseerd met een kleine raket aandrijving of iets met zonne-energie. Als er dan bijna een kabelbreuk optreedt, kan altijd de onderkant worden losgelaten, waardoor het geheel de ruimte ingaat en niet alleen de bovenste helft...
Spannend, maar als ze het berekend krijgen wel een technisch hoogstandje!

[PhWolf]

Een groter probleem dan het aardse klimaat lijkt me (micro)meteorieten. Vergeet niet dat deze dingen heel talrijk zijn buiten het dikste gedeelte van de aardse atmosfeer, dus op hoogtes van meer dan 10000km. Ze hebben door de lage luchtweerstand ook een gigantische snelheid. De kabel wordt dus constant bestookt met enorm snelle projectieltjes, en met een beetje pech af en toe met een heel groot projectiel. Daar lijkt me geen nanobuisje tegen bestand.

http://nl.wikipedia.org/w...ieten_en_micrometeorieten

[Bozevkwa]

En zo zie ik nog wel een aantal problemen:
- Satellieten
- Ruimteschroot
- Het ISS

Even een ontwijkende beweging maken is er niet bij daarboven

Ben benieuwd hoe ze dat oplossen

[Luno]

Tja goed punt, met name meteorieten.

ISS weet je waar het uithangt. Satellieten ook.

Een kabel van 36.000 KM, als ie 0,01% buigt in het midden is dat 1,8 Km.
Zo buigzaam is die kabel wel. Beschouw dit niet als een starre paal.

De geostationare satellieten hangen op een vast positie, da's geen probleem.

ISS en de spionage satellieten op lage hoogte (500 à 1000km) zijn het grootste probleem. Maar 0,1% buiging op 500 km, is nog 500 meter. Genoeg om ISS te ontwijken. En de andere satellieten zijn veel kleiner. Maar je zult wel detectie en een soort stuurraketjes nodig hebben.

De spionage satellieten zijn zelf bestuurbaar, dus ik neem aan dat de VS en USSR wel zorgen dat ze met een boogje erom heebn gaan.

[Verwijderd]

misschien een beetje gemiereneuk, maar 0,01% van 36.000 kan nooit 1,8 km zijn

[Fermion]

3.6 km

[Luno]

Als je goed las: in het midden, en dan zitten op 18.000 Km en dan....

[Verwijderd]

Het zou wel fijn zijn als Tweakers even wat zouden lezen over de concepten achter een ruimtelift voordat ze allemaal domme aannames maken en vragen stellen.

http://en.wikipedia.org/wiki/Space_elevator

Een concept om het in water te bouwen is zodat het grondstation kan bewegen, dit zendt dan een golf door de kabel en beweegt de kabel ook. Hiermee kunnen satellieten en ruimtepuin ontweken worden.

Mocht de kabel breken en op aarde vallen dan zal het grootste deel in de atmosfeer verbranden.

De meeste concepten spreken trouwens over een heel dun lint ipv een kabel.

Eerst wordt een heel dun lint/kabel vanuit de ruimte omlaag geschoten en vast gemaakt. Dan gaan er kleine liften overheen die de kabel steeds dikker en sterker maken.

Bijkomend voordeel, als je voorbij geostationair bent dan steelt de lift rotatiesnelheid van de aarde en dit versnelt de lift gigantisch waardoor je enorme afstanden in het zonnestelsel kan afleggen.

De rotatiesnelheid die de aarde door zo een lift zou verliezen is nihil. Ik heb gelezen dat je de massa van Australie de ruimte in moet schieten om de dag significant langer te maken.

[HaTe]

Wah! Waar wordt het einde van de kabel aan vastgemaakt dan? Aan een sateliet? Dat is toch niet sterk genoeg?

[LeLo]

Nergens aan, de kabel wil door zijn langere lengte dan een geostationaire baan niet naar boven of beneden, maar is in 'evenwicht' omdat de onderkant door de zwaartekracht naar beneden wil, en de bovenkant door de middelpunt vliegende kracht net zo hard omhoog wil.

[Durandal]

Heb je wel eens met een zak aardappelen in je uitgestrekte armen rondjes gedraaid?
Nou, jij bent de aarde, en je armen zijn de kabel.
De kracht die je aan je armen voelt heet middelpuntvliedende kracht en in essentie houdt dat de ruimtekabel dan omhoog.
Een simpele slinger, en niets meer dan dat.

Geen katrollen, liftkokers, stellages, contragewichten etc, maar simpel op 36Mm hoogte je dubbelgewonden katrol 2 kanten afrollen. 1 kant naar de aarde en het andere einde verder de ruimte in om de zwaartekracht aan de aardkabel op te heffen.

Als 'ie uitgerold is dan loslaten, en een klein (elektrisch?) liftje met een eigen motortje aan bevestigen. Dat hoeft niet snel te gaan. Je hebt alle tijd.
Dat liftje brengt dan gestaag en zonder veel kosten materiaal in de ruimte (bijvoorbeeld voor een 2e lift )

[Verwijderd]

Hij wordt nergens aan vastgemaakt. Lees de voorgaande posts maar 'ns, wordt genoeg verteld over het contragewicht van de kabel en waarom de kabel langer zou moeten zijn!

[Verwijderd]

De aanname dat je 2x de volledige lengte kabel nodig hebt in de post lijkt me niet juist. Je wilt namelijk nooit beide gewichten tegelijk aan de grond hebben, dan heeft een contra gewicht namelijk helemaal geen zin! Dus wanneer de lift beneden is moet het contragewicht boven zijn en heb je dus nog steeds 'maar' 36.000 km kabel nodig

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 22 juli 2024 22:47]

[NemesisWolfe]

De 2e 36000 km gaat niet terug naar aarde, maar juist verder de ruimte in. Op die manier werkt die extra lengte als contragewicht voor de kabel vanaf de aarde.
Het lijkt me een zeer ambitieus plan, al verwacht ik niet dat de bouw voor 2020 zal beginnen. Alleen al dat ze een kabel moeten ontwikkelen die 720 keer sterker is als een staalkabel zodat hij zn eigen gewicht kan houden, met daarnaast ook nog het gewicht van 1 of meer climbers. En eventuele tussenplatformen.
Maar misschien dat ze er wel een soort meertrapslift van maken, en per niveau hoger meer kabels gaan gebruiken.
Ongeveer zoiets:

| | | | |
| | | | |
-------------
| | | |
| | | |
----------
| | |
| | |
-------
| |
| |
----
|
|
----------------

[Reactie gewijzigd door NemesisWolfe op 22 juli 2024 22:47]

[Denni]

Je vergeet dat er in de ruimte geen zwaartekracht is, oftewel: als je gewicht boven is komt het nooit meer naar beneden(zonder hulp). Vandaar dat ik denk dat ze een systeem zullen gebruiken met een sluitende kabel(72.000 km dus), en deze op aarde zullen aandrijven(of misschien wel bovenin, omdat daar geen luchtwrijving is) met behulp van een motor.

[elmertje]

ook al eerder gezegd: zwaartekracht is niet verwaarloosbaar. Hoe denk je anders dat de maan om de aarde blijft draaien? De zwaartekracht wordt gecompenseerd door de snelheid. Maar is wel degelijk aanwezig.

[trogdor]

Je snapt blijkbaar niet waar het contragewicht voor is.
Niet om de lift te balanceren, maar het gewicht van de kabel zelf.
Dit contragewicht moet zich buiten de geostationaire baan bevinden, dus moet de kabel wel degelijk langer zijn dan 36000km.

[DJT88]

ze kunnen in feite dan toch ook ipv een 2e 36000 km een klein stukje kabel gebruiken en daaraan een massa hangen die evengroot is als die eerste kabel.

[Jasper Janssen]

Dat zijn implementatiedetails. De 36 Mm naar geostationair heb je sowieso nodig en aan de andere kant wil je oha ook een vrij lange zwiepert, omdat je daarmee verschrikkelijk goedkoop naar bijv de maan of Mars mee kan lanceren, simpelweg door op het goede moment los te laten.

[PinjoTweaker]

Iedereen heeft dit als kind natuurlijk wel eens gedroomd. Maar ik heb een keer gehoord dat als je een touw/kabel/paal naar het heelal spant hij inzakt onder zijn eigen gewicht. Dus dat de kabel gewoon knapt omdat hij zo ontiegelijk veel kabel onder zich heeft hangen. Klopt het dus dat er dan bij die 4x zo sterke kabel dat is opgelost, en dat het eigenlijke liftje maar een heel kleine rol speelt in de massa?
En stel nou dat dat kan, willen ze die kabel dan gewoon aan zo'n sateliet vastmaken, die donderd dan als een gek naar beneden. En als dat dat lukt hoe zorgen ze er dan voor dat de kabel strak en stil blijft hangen. Zelfs bij de treinelektriciteitskabels hebben ze al moeite om die recht en strak te krijgen, hoe moet dat dat met zo'n levenslange kabel.
Ik denk dat het nog wel een aantal decenia duurt voordat dit lukt, als het ooit lukt.

Dat de geostationaire satelieten op een hoogte van 35000 Km omdat ze daar precies in 24 uur rondom de aarde draaien, de aarde doet dat ook dus blijft hij op hetzelfde punt. Dit valt allemaal te berekenen met gravitatiekracht en wetten van middelpunt vliedende/zoekende kracht, maar dat kan iemand anders vast veel beter uitleggen.

[Reactie gewijzigd door PinjoTweaker op 22 juli 2024 22:47]

[AlexanderB]

dat komt, omdat de satteliet, boven een bepaalte "hoogte" juist an de aarde afvliegt, dus die word niet meer naar beneden getrokken als je em maar hoog genoeg hangt, dan moet je dr aan gaan hangen om em bij de aarde te houden, en als je dat eenmaal voor elkaar hebt, kan je dr spullen langs het touw omhoog slepen

en waarom die kabel zo sterk moet zijn, omdat hij zo onwijs veel weegt, en dus de trekkracht van zn hele gewicht+ de kracht van de "wegvliegende" satteliet moet tegenhouden (contragewicht genoemd in eht verhaal, tot grote verwarring van de mensen hier)

[notsonewbie]

Hoe moet ik dat voor mij zien :

"Het gebruik van nanobuisjes zou niet alleen het vraagstuk van voldoende trekkracht kunnen oplossen, ook de wijze waarop materiaal en personen getransporteerd worden kan met nanobuisjes gerealiseerd worden. Aangezien de buisjes goede elektrische geleiders zijn, denken de Japanners aan de toepassing van magnetische levitatie"

Waartegen zet het magnetisch veld in de kabel zich af?
Of de lift, magneet zich aan slechts de kabel?

Hoeveel ampere / volt / watt gaat dat vragen, nog steeds binnen die 1 procent van een shuttle vlucht aan energie?

Ook is mijn kennis van vacuum nu in de war, want dat geostationaire station, die kan zonder raketten toch niet blijven 'zweven in de ruimte' als er tig kilo ton gewicht aan hangt?

[Jasper Janssen]

Zo'n liftcabine kan niet alleen zichzelf aan die kabel ophijsen, maar hij kan op de terugweg regeneratief remmen, en dan vrijwel alle energie die wordt uitgegeven weer terug winnen. Afgezien daarvan is zo'n lift zo'n beetje als fietsen met 20 kph en een shuttle als rennen met 200 kph (als je eenmaal je spieren zo ver hebt..).

[alien8ed]

Ik dacht dat de arabieren met hun palmeilanden ver gingen, maar laat het maar aan Japan over om dat weer te overtreffen. You've got to respect that

Ik ben benieuwd hoe ze dit klaar gaan spelen, op clarke orbit vliegt het eindstation bovendien met ruim 11.000 kmh* rondjes 'met de aarde mee', over minimeteorieten en invloed van magnetische golven na solar flares nog maar niet gesproken.

Maar even een vraag:
De clarke orbit loopt gelijk aan de equator, dus moet het 'aard-uiteinde' van deze superkabel ook 'op' de equator worden vastgeknoopt.
Op de tekeningen staan ook heel mooie waterplatforms getekend.
Japan ligt op 34° noorderbreedte, komt dat eiland dan in internationale waters te liggen en wat zijn daar eventuele gevolgen van?
Sorry, Ik moest even aan googles datacentre ships denken

*
r_Earth ≈ 6.360 km, r_clark ≈ 36.000 km, r_Tot ≈42.000
omtrek = π * 2r_Tot ≈ 26.600
26.600 / 24h = 11.000 kmh

[Jasper Janssen]

In _the Fountains of Paradise_ (mijn UK hardcover gesigneerde eerste druk ligt ergens in een van de dozen..) van Clarke zet ie voor het gemak Sri Lanka/Ceylon op de evenaar en laat vervolgens de ruimtelift vertrekken vanaf de bergtop aldaar.

Om praktische redenen lijkt mij een landgebaseerde terminal handiger dan zee, al kan ik me ook voorstellen dat er ivm buurtbezwaren juist voor een drijvende terminal gekozen wordt. Als je dit project eenmaal kan dan is een drijvende stad ook niet zo moeilijk meer.

En dat zou dan inderdaad een 'boot' in internationale wateren worden. De boot zou vallen onder de regels van het land onder wiens vlag het vaart -- dat kan een land zijn dat moeite doet voor zijn schepen, maar ook een bijv een land in zuid-amerika dat het allemaal geen lor kan schelen als je maar wat betaalt (en dat weet dat je zo over kan naar een andere flag of convenience), waarmee je dus in feite een stad creeert met zeggenschap over een economisch gigantisch belangrijke resource die effectief niet onder de regels valt van een bepaalde staat (maar zich dan wel moet kunnen verdedigen tegen overnames...). Het ruimtestation zal wel onder jurisdictie vallen van de grote ruimtenaties, die samen verdragen hebben afgesloten voor het verdelen van de zeggenschap in de ruimte.

http://en.wikipedia.org/wiki/Flag_of_convenience

http://en.wikipedia.org/wiki/The_Fountains_of_Paradise

[Akrapovic58]

En hoe gaan ze dit ding aandrijven? Als ik op aarde trek aan de kabel dan trek ik toch gewoon de kabel naar beneden. Wat gaat een contragewicht hier nou aan doen...

Mss zit de aandrijving in de lift die langs de kabel loopt...

[Reactie gewijzigd door Akrapovic58 op 22 juli 2024 22:47]

[Rey Nemaattori]

En hoe gaan ze dit ding aandrijven? Als ik op aarde trek aan de kabel dan trek ik toch gewoon de kabel naar beneden. Wat gaat een contragewicht hier nou aan doen...

Mss zit de aandrijving in de lift die langs de kabel loopt...

Het contragewicht draait dus in een baan ietjes groter dan een geostationaire, daardoor draai hij eigenlijk 'te snel' en zou wegvliwegen zonder kabel: ergo de kabel is strak gespannen en kan zelfs nog enkele tonnen meer dragen.

uiteraard moet er, om te voorkomen dat 't hele zaakje wegvliegt, 't ding op aarde geborgd worden aan een uberzwaar object(lees: concrete) dat niet weg vliegt...

[dgompie]

Maak de kabel 42000km langer en leg om rond de aarde zelf, knoopje erin en het staat zo vast als een huis.

[ocdaan]

Als je een touwtje aan een gewicht knoopt en het uiteinde van het touwtje vast pakt en dan het gewicht rond gaat slingeren staat het touwtje toch ook strak

Dat is toch het idee lijkt me?

[iXuz]

Ik vraag me af hoe lang zo'n lift reis duurt wanneer de lift eenmaal gerealiseerd is .. zou voor mij niets zijn.. ik heb hoogtevrees...

[Jasper Janssen]

Als je eenmaal buiten de atmosfeer bent (en dat is maar 200 km van de 36000(!)) kan zo'n liftcabine vrij makkelijk accelereren tot duizenden kilometers per uur. De totale reis wordt meestal geraamd op ordegrootte 1-3 dagen.