¿Qué puede impedir que se invente un súper ascensor a una estación espacial?

Un ascensor espacial es un concepto bien establecido.

A pesar de ser propuesta por primera vez en 1895, aún no ha encontrado una implementación concreta. ¿Por qué?

Básicamente, todavía no hemos encontrado ningún material que sea lo suficientemente fuerte como para soportar todas las fuerzas involucradas en la utilización de un ascensor espacial.

El cable de un ascensor espacial tendría que soportar su propio peso, así como el peso adicional de los escaladores. La resistencia requerida del cable variaría a lo largo de su longitud.

El cable tendría que estar hecho de un material con una gran relación resistencia a la tracción/densidad. Por ejemplo, el diseño del ascensor espacial Edwards asume un material de cable con una resistencia a la tracción de al menos 100 GPa. Dado que Edwards supuso constantemente que la densidad de su cable de nanotubos de carbono era de 1300 kg/m^3, eso implica una resistencia específica de 77 MPa/(kg/m^3). Este valor tiene en cuenta el peso total del ascensor espacial. Un cable de ascensor espacial sin ahusar necesitaría un material capaz de soportar una longitud de 4960 kilómetros (3080 millas) de su propio peso al nivel del mar para alcanzar una altitud geoestacionaria de 35 786 km (22 236 millas) sin ceder. Por lo tanto, se necesita un material de muy alta resistencia y ligereza.

A modo de comparación, los metales como el titanio, el acero o las aleaciones de aluminio tienen longitudes de rotura de solo 20 a 30 km (0,2 - 0,3 MPa/(kg/m^3)). Los materiales de fibra modernos, como el kevlar, la fibra de vidrio y la fibra de carbono/grafito, tienen longitudes de rotura de 100 a 400 km (1,0 - 4,0 MPa/(kg/m^3)). Se espera que los materiales de nanoingeniería, como los nanotubos de carbono y, descubiertos más recientemente, las cintas de grafeno (láminas bidimensionales perfectas de carbono) tengan longitudes de rotura de 5000–6000 km (50 - 60 MPa/(kg/m^3)), y también son capaces de conducir energía eléctrica.

A día de hoy mucha gente apuesta por los nanotubos de carbono o el grafeno como material para la construcción del cable. Si no logran satisfacer estas expectativas, pues ya tienes tu explicación de por qué no se puede realizar el ascensor espacial.

La parte superior de mi cabeza:

1. Todavía no es evidente que los materiales adecuados puedan fabricarse a granel. Esta no es una restricción absoluta en los ascensores espaciales, pero podría ser una de esas cosas que siempre están "a 50 años".
2. Los rayos pueden desgastar el cable y romperlo o dañarlo gravemente. Los cables secos pueden estar bien, pero nadie está seguro de si los cables mojados serían seguros todavía. ¡Buena suerte deteniendo los rayos, la lluvia o las nubes húmedas alrededor de su cable durante toda su vida útil!
3. Puede que no haya escombros creados por humanos allá arriba, pero la tierra recibe una capa continua de micrometeoritos todo el día, todos los días, para siempre. Eso corre el riesgo de desgastar o romper el cable.
4. Los niveles más altos de la atmósfera son muy delgados, pero tienen cantidades no triviales de cosas como oxígeno monoatómico u otros radicales que serán muy efectivos para dañar químicamente su cable, que obviamente tendrá que pasar toda su existencia en la zona de peligro.

(Personalmente, sospecho que los ascensores espaciales en la Tierra siempre serán poco prácticos, pero existen otras buenas opciones económicas de lanzamiento espacial que tienen una escala un poco más sensata y menos dificultades de ingeniería imposibles, y servirán. Guarde los ascensores para cualquier otro cuerpo interesante. en el sistema solar)