Yer səthini kosmosla birləşdirəcək təxminən 100 min kilometr uzunluğunda “kosmik lift” ideyasının ən böyük texniki maneəsi olan supermöhkəm tros üçün qrafen əsas namizədlərdən birinə çevrilib.
MSNews.az xəbər verir ki, Beynəlxalq Kosmik Lift Konsorsiumu (ISEC) qrafen əsaslı çoxqatlı materialların gələcəkdə belə bir konstruksiyanın yaradılmasını mümkün edə biləcəyini hesab edir. “International Space Elevator Consortium (ISEC)” bildirir ki, hazırkı əsas istiqamət yüksək keyfiyyətli tək-kristallı qrafen və ondan hazırlanacaq “graphene super-laminate” strukturlarıdır.
Kosmik lift konsepsiyasında tros ekvator yaxınlığındakı platformadan Yer orbitindən xeyli uzağa qədər uzanır. Onun ağırlıq mərkəzi geostasionar orbitlə uyğunlaşdırılır və trosun yuxarı hissəsindəki əks-çəki mərkəzdənqaçma qüvvəsi hesabına sistemi dartılmış vəziyyətdə saxlayır. Elektriklə işləyən xüsusi “climber” qurğuları isə tros boyunca yükləri və gələcəkdə potensial olaraq insanları orbitə daşıya bilər. ISEC-in layihəsində trosun ümumi uzunluğu təxminən 100 min kilometr nəzərdə tutulur.
Belə sistemin əsas problemi materialdır. Tros özünün yüz min kilometrlərlə çəkisini və eyni zamanda daşınan yükləri qırılmadan daşımalıdır. 2008-ci ildə “Science” jurnalında dərc edilmiş klassik təcrübədə qüsursuz monolay qrafenin nəzəriyə yaxın dartılma möhkəmliyi təxminən 130 gigapaskal ölçülüb. Bu, qrafeni indiyədək ölçülmüş ən möhkəm materiallardan birinə çevirir.
Ancaq laboratoriyada bir neçə mikrometr və ya santimetr ölçüdə yüksək keyfiyyətli qrafen yaratmaqla 100 min kilometrlik tros hazırlamaq arasında nəhəng texnoloji fərq var.
ISEC-in məlumatına görə, Cənubi Koreyada sənaye qurğuları polikristallik qrafeni 1 kilometrədək uzunluqda istehsal edə bilir. LG-nin sisteminin 400 millimetr enində və 1 kilometr uzunluğunda qrafeni təxminən 1 metr/dəqiqə sürətlə, “CHARMGRAPHENE” texnologiyasının isə 2 metr/dəqiqəyədək sürətlə hazırlaya bildiyi bildirilir.
Lakin burada mühüm detal var: həmin 1 kilometrlik material hazır kosmik lift trosu deyil. Qrafen mis folqa üzərində kimyəvi buxar çökdürülməsi üsulu ilə formalaşdırılır və polikristallikdir. Kosmik lift üçün isə son nəticədə daha az qüsurlu, çox yüksək möhkəmliyə malik və çoxqatlı struktura çevrilə bilən material tələb olunur. ISEC özü də hazırkı qrafenin hələ “tether quality” — kosmik tros keyfiyyətinə çatmadığını açıq şəkildə bildirir.
2023-cü ildə “Acta Astronautica” jurnalında dərc edilən araşdırma qrafen super-laminatın nəzəri baxımdan kosmik lift üçün kifayət qədər dartılma möhkəmliyinə sahib ola biləcəyini göstərib. Bununla belə, alimlər başqa problem aşkarlayıblar: qrafen qatlarını bir-birinə bağlayan qüvvələr tros boyunca hərəkət edən ağır “lift” qurğularının yaratdığı sürüşmə və kəsilmə qüvvələrinə qarşı yetərincə güclü olmaya bilər. Buna görə qatlar arasında əlavə kimyəvi bağların yaradılması və bir sıra xüsusiyyətlərin real material üzərində ölçülməsi tələb olunur.
Başqa sözlə, kosmik lift üçün material problemi həll olunmayıb, lakin əvvəlki illərlə müqayisədə daha real namizəd ortaya çıxıb.
ISEC qrafen istehsalındakı inkişafın davam edəcəyi təqdirdə kosmik lift keyfiyyətli trosun istehsalına 5-10 il ərzində başlamağın mümkün ola biləcəyini proqnozlaşdırır. Bu, rəsmi tikinti qrafiki deyil, konsorsiumun texnoloji proqnozudur.
Son günlər mövzuya yenidən diqqət çəkən “New York Post” kosmik liftin tam inşasının optimist ssenaridə belə ən azı 10-20 il çəkə biləcəyini yazır. Bunun üçün yalnız material deyil, milyardlarla dollarlıq maliyyələşmə, orbital tullantılardan qorunma, atmosferdən təhlükəsiz keçid, enerji təchizatı, trosun istehsalı və beynəlxalq hüquqi məsələlər də həll edilməlidir.
Beləliklə, “ilk kosmik liftin tikintisi başlayır” və ya “alimlər lazım olan materialı artıq hazırlayıblar” demək düzgün deyil. Daha dəqiq ifadə budur: qrafen istehsalında əldə edilən irəliləyiş kosmik liftin ən çətin problemlərindən birinin nəzəri olaraq həll oluna biləcəyinə dair ümidləri artırıb, lakin layihə hələ tədqiqat və mühəndislik mərhələsindədir.
