ลิฟต์อวกาศ

• ลิฟต์อวกาศ คือโครงสร้างลิฟต์ในจินตนาการที่สามารถไปถึงอวกาศจากพื้นโลกได้
• เมื่อไต่ขึ้นสูงขึ้นจะอธิบาย เมฆ สิ่งมีชีวิต เครื่องบิน และปรากฏการณ์สภาพอากาศ ที่ต่างกันไปตามความสูง
• บรรยากาศแบ่งออกเป็นโทรโพสเฟียร์ สตราโตสเฟียร์ เมโซสเฟียร์ และเทอร์โมสเฟียร์ พร้อมนำเสนอ สภาพบรรยากาศในระดับความสูงแต่ละระดับ
• ระบุว่าการทำให้ ลิฟต์อวกาศเป็นจริง ต้องอาศัย สายเคเบิลที่มีความแข็งแรงมาก
• อธิบาย ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อความสูงเพิ่มขึ้น และความท้าทายหลักที่มนุษย์และเทคโนโลยีต้องเอาชนะผ่านภาพ

---

แนะนำลิฟต์อวกาศ

‘Space Elevator’ จินตนาการถึงลิฟต์ที่เชื่อมพื้นผิวโลกกับอวกาศแบบแนวตั้ง และนำเสนอ ลักษณะเฉพาะที่ระดับความสูงต่าง ๆ เหตุการณ์ธรรมชาติ และความท้าทายทางเทคนิค

สิ่งมีชีวิต อุปกรณ์ และปรากฏการณ์สำคัญตามความสูง

• ในรูปแบบเกม จากพื้นผิวโลกไปสู่อวกาศ แต่ละช็อตจะแสดงสิ่งมีชีวิต (นกพิราบ, เสือหิมะ, แมงมุมกระโดดหิมาลัย ฯลฯ), เครื่องบิน (Bleriot XI, SR-71, Bell X-1 ฯลฯ), และปรากฏการณ์สภาพอากาศ (คิวมัลลัส, ซิรัส, กระแสเจ็ต ฯลฯ)
• เมื่อความสูงเพิ่มขึ้นจะเกิดการเปลี่ยนแปลงของบรรยากาศ เช่น อุณหภูมิลดลง การขาดออกซิเจน ความดันอากาศลดลง
• ที่ความสูงแต่ละระดับจะแนะนำสถิติสูงสุดในการบินของ สิ่งมีชีวิต เครื่องบิน และบอลลูน ของมนุษย์และธรรมชาติ
• ตัวอย่างเช่น นกกระสาขาว, เหยี่ยวชนิดหนึ่ง และนกอินทรี Rüppell’s vulture เป็นตัวอย่างชนิดที่สามารถบินที่ระดับสูง

โครงสร้างและลักษณะของบรรยากาศ

• โทรโพสเฟียร์: เป็นชั้นบรรยากาศต่ำสุด โดยสภาพอากาศส่วนใหญ่บนพื้นโลกและไอน้ำราว 99% อยู่ที่นี่
• สตราโตสเฟียร์: อยู่เป็นที่ตั้งของชั้นโอโซน และอุณหภูมิเริ่มสูงขึ้นอีกครั้ง
• เมโซสเฟียร์: ความดันอากาศต่ำ อุกาบาตส่วนใหญ่จะสลายตัวในชั้นนี้ เป็นบริเวณที่อุณหภูมิต่ำที่สุด
• เทอร์โมสเฟียร์: มักถูกมองว่าเป็นขอบอวกาศ โดยอุณหภูมิสูงมากแต่โมเลกุลห่างกันมากทำให้รับรู้ได้ยาก เส้นการ์มัน (100 กม.) มักถูกยอมรับว่าเป็นจุดเริ่มต้นของอวกาศ

สถิติและปรากฏการณ์สุดขีดด้านเทคนิคและธรรมชาติ

• การบินสูงสุด: Perlan II (เครื่องร่อน), NASA Helios (เครื่องบิน), Felix Baumgartner (การดิ่งร่มเสรีที่สูงสุด), Alan Eustace (สถิติสกายไดฟิงสูงสุด)
• ยานที่เร็วที่สุด: SR-71, NASA X-43 เป็นต้น
• ปรากฏการณ์หายากตามความสูง: สปไรต์, Blue jet (ฟ้าผ่าสูง), ออโรรา, เมฆเพิร์ล, เมฆเรืองแสง ฯลฯ
• สถิติของมนุษย์: Joseph Kittinger และการกระโดดหลุดจากระดับสูงสุดใน Project Excelsior
• ปรากฏการณ์พิเศษ: ‘โซนตาย’, ขีดจำกัดอาร์มสตรอง, การเปลี่ยนจุดเดือดของน้ำตามระดับความสูง, การอธิบายการขาดความดันและออกซิเจนในชั้นบรรยากาศชั้นบนสุด

ลิฟต์อวกาศกับการบุกสู่อวกาศในอนาคต

• เน้นว่า แนวคิดลิฟต์อวกาศ เป็นหัวข้อที่นักวิทยาศาสตร์จริงจังกำลังศึกษาวิจัย
• หากสำเร็จอาจเป็นทางเข้าอวกาศที่ ปลอดภัยกว่าและต้นทุนต่ำกว่า แนวทางแบบจรวดที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน
• ประเด็นปัญหาสำคัญด้านความเป็นจริงคือการพัฒนา สายเคเบิลที่แข็งแรงเพียงพอ และการใช้งานเทคโนโลยีให้เป็นจริง
• ในปัจจุบันยังคงเป็น แนวคิดเชิงสมมติ แต่ยังคงให้ความหวังว่าจะเปลี่ยนแปลงวิธีการเข้าถึงอวกาศในอนาคตได้

สรุป

จากพื้นดินสู่ห้วงอวกาศผ่านลำดับชั้นบรรยากาศอย่างค่อยเป็นค่อยไป บทความนี้นำเสนออย่างน่าสนใจว่า มนุษย์ สิ่งมีชีวิต ยานพาหนะ และปรากฏการณ์สภาพอากาศทำงานร่วมกันอย่างไรในแต่ละระดับความสูง

แนวคิดลิฟต์อวกาศ ช่วยผสานจินตนาการเข้ากับสภาพแวดล้อมสุดขีด บันทึกเทคโนโลยีและธรรมชาติปัจจุบัน และวิสัยทัศน์การเข้าถึงอวกาศในอนาคตได้อย่างกระชับ

[GN⁺]

ความคิดเห็นจาก Hacker News

• สิ่งที่น่าทึ่งคือโครงการนี้ทำให้เห็นว่าอวกาศอยู่ใกล้โลกกว่าที่คิดมาก ชั้นบรรยากาศที่เหมาะกับการอยู่อาศัยนั้นบางมากเมื่อเทียบกับขนาดโลก ตัวอย่างเช่น ระยะ 100 กม. สั้นกว่าเส้นทางระหว่างเมืองใหญ่หลายแห่ง และปั่นจักรยานได้ทั้งวัน แค่ข้ามเส้นทางรถบัสผ่านตัวเมืองไปอีกเล็กน้อยก็เป็นพื้นที่ที่แทบไร้อากาศ และการวิ่งจ๊อกกิ้งหรือไฮกิ้งประมาณ 15 กม. ก็สามารถถึงสตราโทสเฟียร์ได้ เครื่องบินเจ็ตที่เราเห็นว่าดูสูงมาก อาจใกล้กว่าบ้านหรือสนามกว่านี้ได้ เมื่อมองแบบนี้จะรู้สึกชัดว่าชั้นอากาศที่ยังหายใจได้มีความบางมาก
  • ถ้ามองจากลูกโลกในห้องเรียน ชั้นบรรยากาศโลกเหมือนเป็นชั้นเคลือบกระดาษบาง ๆ ที่ติดอยู่ที่ด้านบนของลูกโลก
  • หลายคนบอกว่าขึ้นสูงเป็นเรื่องยาก แต่จริง ๆ แล้วการขึ้นเป็นเรื่องค่อนข้างง่าย ความยากอยู่ที่การขึ้นไปพร้อมความเร็วด้านข้างให้พอเพื่อคงอยู่ในวงโคจร
  • มหาสมุทรก็น่าสนใจตรงที่บางเช่นกัน เราเคยคิดว่ามันลึกมาก แต่ร่องลึกมาเรียนาก็มีเพียง 0.2% ของรัศมีโลก และความลึกเฉลี่ยของมหาสมุทรอยู่เพียง 0.05%
  • หากแอฟริกาถูกมหาอำนาจของโลกปกครอง คิลิมันจาโรอาจเป็นจุดยิงจรวดที่ค่อนข้างดี ความสูงประมาณ 3 ไมล์ช่วยประหยัดเชื้อเพลิง และเริ่มจากสตราโทสเฟียร์หมายถึงใช้เชื้อเพลิงน้อยลงในการทะลุชั้นบรรยากาศ วิธีนี้คล้ายที่ Scaled Composites และ Virgin Galactic เคยลองใช้กับเครื่องบินขนของขนาดใหญ่ แต่ต่างตรงที่ไม่ต้องจับจังหวะปล่อยขณะตกเสรี
  • จุดที่ยากคือการขึ้นสูงไม่ใช่เรื่องยากอย่างเดียว แต่คือการขึ้นพร้อมได้ความเร็วเข้าวงโคจร
• เกี่ยวกับออโรรา ไม่ได้เกิดจากอนุภาคจากดวงอาทิตย์ที่มาทำให้อะตอมในบรรยากาศโลกสว่างวาบ แต่ solar wind กดอัดหางแมกนีโทสเฟียร์โลก ทำให้เกิด magnetic reconnection และทำให้อนุภาคถูกเร่งเข้ามาหาโลกก่อนพุ่งเข้าบรรยากาศจนเกิดแสง ดังนั้น solar wind ไม่ได้เป็นพลังงานตรง ๆ ให้บรรยากาศ แต่พลังงานสะสมในสนามแม่เหล็กก่อนปล่อยออกมา
  • พูดถึงออโรราแล้วอยากพูดถึง space tornado ด้วย เพราะหากตัดออกไปจะดูขาดหาย แม้ไม่จำเป็นมากสำหรับคำอธิบายโดยตรง แต่มันเป็นปรากฏการณ์ที่น่าทึ่ง space tornado wiki
  • สรุปคือ solar wind คือแหล่งพลังงานของออโรรา แต่ไม่ใช่แค่มันตีบรรยากาศโดยตรง มันส่งพลังเข้าไปที่สนามแม่เหล็กของแมกนีโทสเฟียร์โลก และในช่วงที่สนามแม่เหล็กต่อเชื่อมกันใหม่ พลังงานนั้นจะโอนไปยังอนุภาค ทำให้ออโรราปรากฏ
• โปรเจกต์นี้น่าทึ่งมาก อ่านแล้วคลิกสกอร์ลต่อเนื่องเรื่อย ๆ สำหรับผู้สนใจทุกวัยคงเป็นประสบการณ์ที่เปลี่ยนมุมมอง ขอบคุณผู้สร้างมาก อย่างไรก็ตามระบบจ่ายเงินของ buy me a coffee ไม่ได้สะดวกอย่าง PayPal หรือ Apple Pay เพราะต้องกรอกบัตรหรือข้อมูลบัญชีธนาคารด้วยตัวเอง
  • ค่าธรรมเนียม PayPal และ Apple Pay ค่อนข้างสูง ในขณะที่บัตรเครดิตถูกกว่า และการโอนเงินผ่านธนาคารแทบไม่เสียค่าใช้จ่าย ผู้ใช้ส่วนใหญ่ไม่ค่อยทราบหรือไม่ค่อยสนใจเรื่องนี้ จึงทำให้เงินไหลผ่านตัวกลาง
  • แม้จ่ายผ่าน PayPal ก็ยังต้องลงข้อมูลบัตรหรือบัญชีธนาคารเช่นกัน กระเป๋าเงินออนไลน์แบบ link ทำให้ง่ายกว่าการจ่ายผ่าน PayPal
• เห็น Caproni ca 161 แบบเครื่องบินสองชั้นแล้วลองค้นดู Mario Pezzi ชาวอิตาลีในปี 1938 ที่บินด้วยเครื่องบินใบพัดขึ้นไปถึง 17,083m โดยใส่ชุดกันความเย็นไฟฟ้าแบบรักษาความดัน หมวกปิดสนิท และห้องความดัน หลังจากนั้นแทบไม่ค่อยมีการพูดถึงอีก และหาข้อมูลก็ยากมาก วิกิพีเดีย Mario Pezzi, ภาพชุดความดัน, ภาพเพิ่มเติม, ภาพภายในห้องความดัน
• วันนี้เพิ่งรู้ว่าอุกกาบาตที่ตกเข้าไปในบรรยากาศมีมากกว่า 48 ตันต่อวัน ลิฟต์อวกาศยังไม่ถึงขั้นไม่เป็นไปได้แบบไซไฟหรอก แต่ในโลกจริงยังใกล้เคียงฝันมาก เพราะยังไม่มีสายเคเบิลที่รับน้ำหนักตัวเองได้ และยังไม่ชัดว่าจะคงเสถียรให้เคเบิลกับลิฟต์ในชั้นบรรยากาศได้อย่างไร ที่ดวงจันทร์เงื่อนไขต่าง ๆ อย่างแรงโน้มถ่วง อากาศ และความเสี่ยงจากเศษซากต่ำกว่า จึงโอกาสอาจสูงขึ้น แม้ความต้องการจริงจะต่ำลง
  • ลิฟต์อวกาศไม่ขัดกับกฎพื้นฐานทางฟิสิกส์ แต่ยังไม่รู้เลยว่าจะมีวัสดุที่ใช้ได้จริงหรือไม่ วัสดุต้องรับน้ำหนักตัวเอง น้ำหนักลิฟต์ และน้ำหนักสายเคเบิลเพิ่มได้พร้อมกัน ทั้งยังต้องทนอุณหภูมิสูงได้อีก พลังงานที่สะสมไว้มหาศาลทำให้หากโครงสร้างพังอาจสร้างความเสียหายทั่วโลกได้ จึงต้องคิดเรื่องความเสี่ยงมาก ไม่ใช่แค่ให้ทนตามค่าวิศวกรรมขั้นต่ำ แต่ต้องเผื่อความปลอดภัยหลายสิบเท่ารวมถึงทนต่อความเสียหายทั่วไป การมีวัสดุที่ครบคุณสมบัติเหล่านี้ยังคงไม่ชัด การที่ไม่ขัดฟิสิกส์ไม่หมายถึงเป็นไปได้จริง
  • การหมุนตัวช้าของดวงจันทร์เป็นข้อด้อยเช่นกัน ทำให้ต้องยืดเคเบิลไปจุด L1 อีก 20,000 กม. ต้องใช้ลิฟต์ยาวถึง 56,000 กม. ในขณะที่วิธี mass driver ยิงขึ้นแบบปืนใหญ่มีประสิทธิภาพมากกว่า
  • บนโลกแทบไม่สมจริง แต่บนดาวอังคารอาจทำได้ด้วยเส้นใย Zylon หรือ M5 และบนดวงจันทร์ด้วย Kevlar จริงๆ มีการคาดว่าโครงการลิฟต์อวกาศดวงจันทร์อาจถูกกว่าต้นทุนจรวดเคลื่อนที่ SLS ของ NASA M5 fiber wiki, รายงานลิฟต์อวกาศดวงจันทร์(pdf), รายงานตรวจสอบ NASA(pdf)
  • หากเป็นวัสดุที่ทำไม่ได้จริง และแก้ปัญหาวิศวกรรมที่ยังแก้ไม่ได้ฐานรากเหล่านี้ ก็ไม่ต่างจาก Alcubierre drive ที่เป็นไปได้เฉพาะในเชิงทฤษฎี
  • อีกประเด็นคือ ลิฟต์อวกาศอาจกลายเป็นแพลตฟอร์มอาวุธที่อันตรายได้ การทิ้งหินจากบนขึ้นไปให้ตกลงมาสามารถสร้างความเสียหายมาก และรัฐเผด็จการอาจทำลายก่อนสร้างเสร็จอยู่แล้ว ถ้าสตริงขาดที่ระดับสูง ส่วนที่ขาดก็อาจม้วนกลับเหมือนห่วงแล้วพุ่งชนพื้นด้วยแรงมหาศาล ทำให้ความเสี่ยงนี้สูง ทำให้ความเป็นจริงของโครงการยิ่งไกล
• เกม stimulation-clicker ของ neal.fun สนุกมาก
  • เล่นจบทั้งช่วงเที่ยงโดยไม่ cheat
  • ผ่านไปเกินกว่าครึ่งชั่วโมง
  • เกมนี้สะกิดใจมาก ควรหลีกเลี่ยงการใช้ xdotool
• หน้าเว็บนี้สนุกมากจนบริจาคไป ตอนแรกคาดว่าจะทำถึง GEO หรือ geostationary orbit ซึ่งเป็นปลายทางของลิฟต์ได้ แต่จริง ๆ แล้วต้องขยายหน้าเว็บเพิ่มอีก 420 เท่า และไม่แน่ใจว่าเบราว์เซอร์จะรองรับ
  • ยังแนะนำ Size of Space ในเว็บเดียวกันได้อีก และยังมี Solarwalk ที่แสดงระบบสุริยะทั้งหมด รวมถึงแนวคิด If the Moon Were Only One Pixel ที่ใช้แนวคิดว่า ดวงจันทร์มีขนาดเพียง 1 พิกเซล If the Moon Were Only One Pixel ดูได้ ที่เกี่ยวข้องกับ HN ยังมีลิงก์นี้ 4 เดือนที่แล้ว, 6 ปีที่แล้ว, 3 ปีที่แล้ว
  • GEO ไม่ใช่จุดจบจริง ๆ ต้องต่อไปต่อเพื่อใช้ counterweight เพื่อให้โครงสร้างสมดุลและคงตัว
  • ในความเป็นจริงแนวคิดนี้ดูไม่ใช่ของที่ใช้งานได้จริงมากนัก ดูเหมือนเป็นการคิดคณิตศาสตร์เชิงสนุกมากกว่า
• แปลงหน่วยอุณหภูมิจากฟาเรนไฮต์เป็นเซลเซียสด้วยความหงุดหงิดเล็กน้อย พอเห็นว่าเปลี่ยนได้ทันทีก็ชื่นใจมาก
  • ในเบราว์เซอร์ของผมหน่วยเริ่มต้นตั้งเป็นเซลเซียสแล้ว
  • ผมก็ลองทำแบบเดียวกัน คิดว่า คลิกแล้วได้ ก็จริง ๆ และมันทำงานได้ ประสบการณ์แบบนี้หาได้ยากมาก
  • เสียดายที่หน่วยความยาวใน meters ไม่ได้สลับได้เหมือนกัน
• โครงการนี้ทำได้ดีมาก จึงซื้อกาแฟให้ Neal แล้ว ฉันสงสัยด้วยว่าความได้เปรียบวิวัฒนาการของ Ruppell's griffon vulture ที่บินได้ถึง 11,400m คืออะไร
  • Wikipedia ระบุว่ามีแนวโน้มว่าทำให้มุมมองกว้างขึ้นและหาเหยื่อได้ง่าย ลิงก์ที่เกี่ยวข้อง, ต้นฉบับเก็บถาวร
  • ทุกพฤติกรรมไม่มีข้อได้เปรียบเชิงวิวัฒนาการเสมอไป ตรงกันข้าม วิวัฒนาการคือการคัดกรองสิ่งที่ไม่เป็นประโยชน์ ถ้าลักษณะไหนไม่ช่วยให้รอดอยู่ มันก็หายไป
  • ในการบินการใช้หน่วยฟุตไม่มีปัญหา
• แนะนำ deep-sea ของ neal.fun ด้วย
  • อีกเว็บไซต์หนึ่งที่แสดงการไต่ขึ้นก็มีสเกลแนวนอนต่างกัน If the Moon were only 1 pixel
  • พอดีตอนนี้ตามหาลิงก์นี้มานาน เจอโจทย์นี้แล้ว ขอขอบคุณมาก