Päivän olennaiset uutiset ja sarjikset

(C) xkcd via http://www.tanyaharrisonofmars.com/philae.gif
#Rosetta #Philae #67P #komeetta

Advertisement

Kivutaanko kohta timanttiköyttä pitkin avaruuteen?

Kirjoitin aiemmin blogiin timanteista: kuinka niitä syntyy kynttilänliekeissäkin (ja ne kestävät ehjinä vain sekunnin miljardisosan – niin, että se siitä timanttien ”ikuisuudesta”…) – ja kuinka ankean tavallista tavaraa timantti saattaa olla maailmankaikkeudessa.

Timantti on yksi puhtaan hiilen monista olomuodoista. Tuore uutinen kertoo, että hiilestä on onnistuttu valmistamaan vielä yksi uusi olomuoto: ohut timanttiketju (Fitzgibbons ym. 2014).

Nanoluokan timanttiketjun ominaisuuksia ei ole vielä päästy testaamaan, mutta se ei ole estänyt tutkijoita spekuloimasta niillä (Badding 2014)

On mahdollista, että timantista tehty ohut naru on hyvin kestävää. Heti ensimmäisissä raporteissa haaveillaan, että ehkä timanttinauhassa olisi ainesta avaruushissin vaijereiksi.

Avaruushissi (kuva Wikimedia)

Avaruushissiä ainakin minun piti joskus miettiä, ennen kuin tajusin miten sellainen olisi mahdollinen. Siis että vaijeri ylettyy maan pinnasta avaruuteen asti ja sitten vaan ajellaan vaijeria pitkin hissillä, eikä tarvitse lähettää raketteja?

Vastapainohan sinne tarvitaan, että vaijeri pysyy roikkumassa tyhjässä avaruudessa. Avaruushissin vastapaino on maata kiertävällä radalla eli vapaassa putoamisliikkeessä koko ajan. Juju on siinä, että kiertoliike ajoitetaan samaan tahtiin kuin Maapallo pyörii, jolloin vaijerin pää roikkuu koko ajan samassa kohtaa Maapallon pintaa. Tämä temppu onnistuu tietenkin vain päiväntasaajan yläpuolella, joten joten siellä päiväntasaajalla sen hissin lähtöpaikan sitten olisi pakko olla.

Korkeus missä vaijeri vastapainoineen voi kiertää samaa tahtia kuin maapallo pyörii on geostationaarinen rata 35790 kilometrin korkeudella (vaijeria tarvittaisiin vielä enemmän kuin 35790 kilometriä, koska vastapainon ja vaijerin yhteinen massakeskipiste pitäisi saada tukevasti tuon korkeuden yläpuolelle*).

Perusongelma on, että vaijerista tulee kaikilla normaaleilla materiaaleilla aivan turhan massiivinen, että se kestäisi oman painonsa napsahtamatta poikki.

Hiilinanoputkia on jo aikaisemmin mietitty, että olisiko niissä ainesta avaruushissien vaijereiksi. Hiilinanoputkien olomuoto on perusluonteeltaan älyttömän kovaa, mutta lipsahtelevaa grafiittia – uuden timanttiolomuodon keksiminen herättää toiveita, että ehkä timanttinanoputki on vielä aiempia hiiliputkia kestävämpää, vaikka asiaa ei vielä oikeasti tiedetäkään.

Viitteet:

Badding, J. V. http://science.psu.edu/news-and-events/2014-news/Badding9-2014

Fitzgibbons, T. C., Guthrie, M., Xu, E.-s., Crespi, V .H., Davidowski, S. K., Cody, G. D., Alem, N. ja Badding, J. V. 2014: Benzene-derived carbon nanothreads. Nature Materials. Published online ahead of print. (En ole vielä nähnyt muuta kuin abstraktin – pdf kelpaisi…)

* Edit: korjailtu, en ollut ajatellut tätä loppuun asti – ei riitä, että massakeskipiste on geostationaarisen radan korkeudella, vaan pitää olla yläpuolella. Selitystä täällä: http://gassend.net/spaceelevator/center-of-mass/index.html