Auswirkungen von Weltraumschrott auf erdgestützte Weltraumaufzüge

Der Weltraumaufzug besteht im Wesentlichen aus einer Basisstation, die als Anker fungiert, einem langen Kabel für die Bewegung von „Kletterern“ und einem Gegengewicht, um das Kabel an Ort und Stelle zu halten.

Die Länge des Kabels richtet sich nach dem Verwendungszweck. Unterhalb der Höhe der geostationären Umlaufbahn (~ 35.786 km) ist die Schwerkraft größer als die Zentrifugalkraft und darüber ist die Zentrifugalkraft größer als die Schwerkraft.

Quelle: Wikimedia Commons: Benutzer:Booyabazooka

Ein wie oben gezeigt konstruierter Weltraumaufzug wird durch die Atmosphäre, die Umlaufbahnen der Erdsatelliten und die Van-Allen-Strahlungsgürtel fliegen.

Die Trümmer im erdnahen Orbit sind nur eine der Gefahren, denen der Weltraumaufzug ausgesetzt ist. Flugzeuge, Meteoriten und umlaufende Satelliten können alle das Kabel reißen.

Es ist möglich, die Satelliten so zu gestalten, dass sie das Kabel vermeiden (natürlich müssten Sie alle da draußen ersetzen). Die orbitalen Trümmer sind eine andere Sache.

Es gibt ungefähr 6000 Tonnen Weltraumschrott im Orbit und die meisten davon befinden sich im LEO-Orbit.

Bildquelle: NASA

In der Umlaufbahn befinden sich mehr als 21.000 orbitale Trümmer mit einem Durchmesser von 10 cm oder mehr, die das Kabel ernsthaft beschädigen können, da sie sich normalerweise mit Geschwindigkeiten von mehr als 10 km pro Sekunde fortbewegen.

In Anbetracht der Tatsache, dass das Aufzugskabel praktisch stationär sein wird, und der sehr hohen Anzahl von Trümmern im Orbit, ist es sicher, dass einer von ihnen das Aufzugskabel treffen wird.

In diesem Fall reißt das Kabel und, was noch wichtiger ist, das Gegengewicht fliegt einfach aus der Erdumlaufbahn. Unter Berücksichtigung der wahrscheinlichen Einschlagshöhe (~1000 km) und der Gesamtkabelhöhe (>36000 km) muss das gesamte System neu aufgebaut werden.

Dies ist ein ernsthaftes Sicherheitsproblem für die Fahrzeuge, die während dieser Zeit die Weltraumaufzüge benutzen, da sie höchstwahrscheinlich keinen eigenen Antriebsstiel haben werden (dies ist der wichtigste Vorteil des Weltraumaufzugs).

Zusammenfassend ist die Sicherheit des Aufzugskabels vor Stößen eine der wichtigsten Herausforderungen, die gelöst werden müssen, wenn das System praktisch werden soll.

Ich habe aus irgendeinem Grund über genau diese Sache nachgedacht. Ich denke, in Bezug auf Technik und Machbarkeit wäre es einfacher , all diese Trümmer zu beseitigen, als einen Weltraumaufzug zu bauen. Also ich denke nicht, dass das wirklich so eine große Sache ist.

Aber angenommen, LEO wird aus irgendeinem Grund nicht gereinigt (oder um es auf jeden Fall zu schützen), denke ich, dass große Teile des Aufzugs strahlungsgeschützt sein müssten, insbesondere dort, wo er durch den Van Allen führt. Wir brauchen mit Sicherheit auch Strom, um durch das Ding zu gleiten, also könnten wir wohl zwei Fliegen schlagen, indem wir den Aufzug mit supraleitendem Material einbetten oder parallel dazu schalten und eine Ladung hindurchschicken. Ich weiß nur nicht, wie viel wir brauchen würden, um ein Magnetfeld zu erzeugen, das groß genug ist, um nicht nur vor Strahlung abzuschirmen, sondern auch ankommende Trümmer abzulenken.

Eines der Gundam-Plätze bestand aus riesigen Photovoltaik-Kraftwerken im Orbit, die durch solche Aufzüge mit der Erde verbunden waren. Dies könnte auch den supraleitenden Kern erfordern. Mein Punkt ist, ich bin sicher, wenn wir jemals dazu kommen, das verdammte Ding zu bauen, wird eine Lösung fast implizit generiert.