Yes, scientists are actually building an elevator to space - Fabio Pacucci

Translator: Sadegh Vahdati Nia Reviewer: Masoud Motamedifar

Sending rockets into space requires sacrificing expensive equipment,

فرستادن موشک به فضا نیاز به تجهیزات گران‌قیمت،

burning massive amounts of fuel, and risking potential catastrophe.

سوزاندن حجم زیادی سوخت دارد و امکان بروز فاجعه احتمالی هم هست.

So in the space race of the 21st century,

بنابر‌این در رقابت فضایی قرن بیست و یکم،

some engineers are abandoning rockets for something much more exciting:

برخی مهندسان موشک‌ها را به دلایل هیجان‌انگیز‌‌تری پرتاب می‌کنند :

elevators.

آسانسور‌ها.

Okay, so maybe riding an elevator to the stars

خب، شاید جا‌به‌جا شدن با آسانسوری که مقصدش ستاره‌هاست،

isn't the most thrilling mode of transportation.

هیجان‌انگیز‌ترین وسیله حمل و نقل نباشد.

But using a fixed structure to send smaller payloads

اما استفاده از یک سازه مستحکم برای فرستادن

of astronauts and equipment into orbit

بار‌های کوچک‌تر فضانوردان و تجهیزات به فضا

would be safer, easier, and cheaper than conventional rockets.

امن‌تر، آسان‌تر و ارزان‌تر از موشک‌های رایج خواهد بود.

On a SpaceX Falcon 9 rocket,

در موشک فالکون ۹ ساخته شرکت اسپیس ایکس،

every kilogram of cargo costs roughly $7,500 to carry into orbit.

هزینه حمل هر کیلوگرم بار به فضا تقریبا ۷۵۰۰ دلار است.

Space elevators are projected to reduce that cost by 95%.

آسانسور‌های فضایی طراحی شده‌اند تا این هزینه‌ها را تا ۹۵ درصد کاهش دهند.

Researchers have been investigating this idea since 1895,

محققان از سال ۱۸۹۵ در حال بررسی این ایده هستند.

when a visit to what was then the world's tallest structure

بازدید از سازه‌ای که آن زمان بلند‌ترین سازه جهان بود،

inspired Russian scientist Konstantin Tsiolkovsky.

دانشمند روسی، کنستانتین تسیولکوفسکی را تحت تاثیر قرار داد.

Tsiolkovsky imagined a structure thousands of kilometers tall,

تسیولکوفسکی سازه‌ای با ارتفاع هزاران کیلومتر در سر داشت،

but even a century later, no known material is strong enough

اما حتی تا یک قرن بعد هم، مصالحی که استحکام کافی برای ساخت چنین ساختمانی‌هایی

to support such a building.

داشته باشند، شناخته نشدند.

Fortunately, the laws of physics offer a promising alternative design.

خوشبختانه، قوانین فیزیک یک طرح جایگزین امیدوار‌کننده پیش پای ما گذاشتند.

Imagine hopping on a fast-spinning carousel

تصور کنید در حالی که یک طناب که یک طرفش به سنگ بسته شده در دست دارید،

while holding a rope attached to a rock.

بر روی چرخ و فلک در حال حرکت می‌پرید.

As long as the carousel keeps spinning, the rock and rope will remain horizontal,

تا زمانی که چرخ و فلک به چرخیدن ادامه بدهد سنگ و طناب به حالت افقی باقی می‌مانند

kept aloft by centrifugal force.

و نیروی گریز از مرکز آن‌ها را بالا‌تر از سطح زمین نگه می‌دارد.

If you're holding the rope, you'll feel this apparent, inertial acceleration

زمانی که طناب را در دست دارید، به وضوح نیروی لختی را که

pulling the rock away from the center of the rotating carousel.

سنگ را از مرکز چرخ و فلک چرخان دور می‌کند احساس خواهید کرد.

Now, if we replace the carousel with Earth,

حال اگر ما چرخ و فلک را با زمین،

the rope with a long tether, and the rock with a counterweight,

طناب را با یک کابل و سنگ را با یک وزنه تعادل جایگزین کنیم،

we have just envisioned the modern space elevator—

ما الان آسانسور فضایی مدرن را تصور کردیم -

a cable pulled into space by the physics of our spinning planet.

یک کابل که آن را تحت تاثیر قوانین فیزیک سیاره چرخان‌ما، در فضا نگه می‌دارد.

For this to work, the counterweight would need to be far enough away

برای عملی شدن آن، نیروی گریز از مرکز باید به اندازه کافی دور باشد

that the centrifugal force generated by the Earth's spin

تا این نیروی حاصل از چرخش زمین

is greater than the planet's gravitational pull.

از کشش گرانشی زمین بزرگ‌تر شود.

These forces balance out at roughly 36,000 kilometers above the surface,

تعادل این نیرو‌ها تقریبا در ۳۶ هزار کیلومتری بالای سطح زمین برقرار می‌شود.

so the counterweight should be beyond this height.

پس وزنه تعادل باید فراتر از این ارتفاع قرار داشته باشد.

Objects at this specific distance are in geostationary orbit,

اجسام در این فاصله خاص در مدار زمین‌ایستا حضور دارند،

meaning they revolve around Earth at the same rate the planet spins,

این یعنی سرعت چرخششان به دور زمین با چرخش زمین به دور خودش برابر است

thus appearing motionless in the sky.

بنابر‌این در آسمان بی‌حرکت دیده می‌شوند.

The counterweight itself could be anything,

از هر چیزی به عنوان وزنه تعادل می‌توان استفاده کرد،

even a captured asteroid.

حتی از یک سیاره اشغال شده.

From here, the tether could be released down through the atmosphere

از اینجا می‌توان کابل را از طریق جو رها کرد

and connected to a base station on the planet's surface.

تا به یک ایستگاه پایه بر روی سطح زمین متصل شود.

To maximize centrifugal acceleration,

برای رساندن شتاب گریز از مرکز به بالاترین مقدار

this anchor point should be close to the Equator.

محل اتصال زمینی ما باید نزدیک به خط استوا باشد.

And by making the loading station a mobile ocean base,

و همچنین با بنا کردن ایستگاه بارگیری بر روی اقیانوس،

the entire system could be moved at will,

می‌توانید هر وقت که خواستید کل سیستم را جا‌به‌جا کنید

allowing it to maneuver around extreme weather,

که به شما اجازه می‌دهد با تصمیم درست از آب‌و‌هوای بد،

and dodge debris and satellites in space.

زباله‌های فضایی و ماهواره‌های موجود در فضا دوری کنید.

Once established, cargo could be loaded onto devices called climbers,

پس از استقرار، بار‌ها می‌توانند توسط دستگاهی به نام آسانسور فضایی بارگیری شده

which would pull packages along the cable and into orbit.

که در امتداد کابل به بالا رفته و به فضا می‌رسد.

These mechanisms would require huge amounts of electricity,

این مکانیسم‌ها به مقدار زیادی برق نیاز دارند

which could be provided by solar panels or potentially even nuclear systems.

که می‌توان این نیاز را از طریق پنل‌های خورشیدی یا حتی انرژی هسته‌ای تامین کرد.

Current designs estimate that it would take about 8 days

با طراحی‌های فعلی، رسیدن یک جسم به مدار زمین‌ایستا

to elevate an object into geostationary orbit.

حدود ۸ روز طول می‌کشد.

And with proper radiation shielding,

و در صورت محافظت مناسب در برابر تشعشعات،

humans could theoretically take the ride too.

از لحاظ تئوری انسان را هم می‌تواند جابه‌جا کند.

So, what's stopping us from building this massive structure?

بنابر‌این، چه چیزی مانع ما در ساخت این سازه عظیم شده است؟

For one thing, a construction accident could be catastrophic.

فقط یک چیز، یک اشتباه کوچک در ساخت و ساز می‌تواند فاجعه به بار بیاورد.

But the main problem lies in the cable itself.

اما مشکل اصلی مربوط به خود کابل است.

In addition to supporting a massive amount of weight,

مواد کابل علاوه بر تحمل وزن بسیار زیاد

the cable's material would have to be strong enough

باید به قدری مستحکم باشند که بتوانند

to withstand the counterweight's pull.

در مقابل کشش وزنه تعادل مقاومت کنند.

And because this tension and the force of gravity would vary at different points,

و چون این کشش و نیروی جاذبه در هر مکانی اندازه متفاوتی دارند،

its strength and thickness would need to vary as well.

پس استحکام و ضخامت کابل باید بسته به نیاز تفاوت داشته باشد.

Engineered materials like carbon nanotubes and diamond nano-threads

به نظر می‌رسد مواد مهندسی شده‌ای مانند نانو لوله‌های کربنی و نانو ذرات الماس

seem like our best hope for producing materials

بهترین انتخاب ما برای تولید مواد

strong and light enough for the job.

با استحکام کافی و وزن کم برای کابل هستند.

But so far,

اما تا به امروز،

we've only been able to manufacture very small nanotube chains.

ما تنها توانسته‌ایم زنجیره‌های نانو لوله‌ای بسیار کوچکی تولید کنیم.

Another option would be to build one somewhere with weaker gravity.

گزینه دیگر این است که سازه را در جای دیگری که جاذبه کمتری دارد بنا کنیم.

Space elevators based on Mars or the Moon

بر پا کردن آسانسور‌های فضایی در مریخ و یا ماه

are already possible with existing materials.

در حال حاضر با مواد اولیه موجود امکان‌پذیر است.

But the huge economic advantage of owning an Earth-based space elevator

اما سود اقتصادی هنگفت داشتن یک آسانسور فضایی در بالای زمین،

has inspired numerous countries to try and crack this conundrum.

کشور‌های زیادی را به تلاش برای حل این معما ترغیب کرده است.

In fact, some companies in China and Japan

در واقع، در حال حاضر برخی شرکت‌های چینی و ژاپنی

are already planning to complete construction by 2050.

در حال برنامه‌ریزی برای اتمام ساخت آن تا سال ۲۰۵۰ هستند.