Mesin Raksasa yang Mengubah Dunia

Dari akselerator partikel sepanjang 17 mil ke sebuah observatorium ruang berukuran lapangan sepak bola, berikut adalah tujuh mesin besar yang telah membuat dampak yang sama besar pada bagaimana kita membangun, bagaimana kita mengamati alam semesta kita, dan bagaimana kita mengangkat roket ke ruang angkasa. Kami juga menyertakan mesin bonus: calon keajaiban teknologi yang mungkin sama berpengaruh setelah selesai.

COLLIDER HADRON BESAR

Large Hadron Collider, akselerator partikel yang terletak di CERN di luar Jenewa, Swiss, adalah mesin terbesar di dunia: Memiliki keliling hampir 17 mil dan membutuhkan waktu sekitar satu dekade untuk membangun. Tabung LHC adalah ruang hampa; magnet superkonduktor memandu dan mempercepat dua sinar partikel berenergi tinggi, yang bergerak berlawanan arah, ke kecepatan mendekati cahaya. Ketika balok bertabrakan, para ilmuwan menggunakan data untuk menemukan jawaban atas beberapa pertanyaan fisika dan hukum yang mengatur alam semesta tempat kita hidup.

Sejak LHC dimulai pada 2008, para ilmuwan telah membuat banyak penemuan baru, termasuk menemukan partikel Higgs boson yang dulunya teoritis — a.k.a. partikel "Tuhan" —yang membantu memberi massa partikel lain. Para ilmuwan telah mengejar bos Higgs selama lima dekade. Penemuan ini menerangi perkembangan awal alam semesta, termasuk bagaimana partikel memperoleh massa setelah Big Bang. Para ilmuwan sudah bekerja pada penerus LHC, yang akan menjadi tiga kali ukurannya dan tujuh kali lebih kuat.

MOVERS ROCKET CRAWLER-TRANSPORTER

Dibangun pada tahun 1965, crawler-transporter NASA adalah dua kendaraan terbesar yang pernah dibangun: Beratnya masing-masing 2.400 ton dan membakar 150 galon diesel per mil. Sebaliknya, truk semi rata-rata mendapat sekitar 6,5 mil per galon. Pekerjaan pertama kendaraan itu adalah memindahkan roket Saturn V — yang membawa kami ke bulan dan mengukur ketinggian 35 lantai saat dibangun sepenuhnya — dari Gedung Perakitan Kendaraan besar-besaran (gedung satu kamar terbesar di dunia) ke landasan peluncuran di Cape Canaveral. Perjalanan 4,2 mil itu lambat; transporter melakukan perjalanan dengan kecepatan 1 mph untuk memastikan roket besar tidak jatuh. Tanpa kendaraan untuk memindahkan roket dari tempat mereka ditumpuk ke landasan peluncuran, kita tidak akan pernah bisa turun dari tanah, apalagi ke bulan.

Setelah misi bulan kami, crawler-transporter diadaptasi untuk melayani program Space Shuttle, dan memindahkan angkutan dari 1981 ke 2003. Sejak pensiunnya pengorbit, mesin lama ini sekali lagi digunakan kembali untuk mengangkut Peluncuran Antariksa baru NASA. System (SLS), yang, setinggi 38 lantai, akan menjadi roket terbesar yang pernah dibangun saat siap, semoga dalam beberapa tahun (timeline berubah karena masalah anggaran).

FASILITAS PENGAPIAN NASIONAL

Tiga lapangan LAW SYSTEM ITALY bola bisa muat di dalam National Ignition Facility, yang memiliki laser terbesar, paling energetik, dan paling presisi di dunia (juga memiliki perbedaan sebagai instrumen optik terbesar di dunia). NIF — yang membutuhkan waktu sekitar satu dekade untuk dibangun dan dibuka pada 2009 — terletak di Lawrence Livermore National Laboratory di Livermore, California. Laser-nya digunakan untuk menciptakan kondisi yang tidak seperti yang ada di inti bintang dan planet raksasa, yang membantu para ilmuwan untuk mendapatkan pemahaman tentang area-area di alam semesta ini. NIF juga digunakan untuk mengejar tujuan fusi nuklir. Jika kita dapat memecahkan kode untuk reaksi yang memberi daya bintang, kita akan mencapai energi bersih tak terbatas untuk planet kita.

BERTHA THE TUNNEL BORER

Ketika Seattle memutuskan bahwa diperlukan terowongan raksasa untuk menggantikan jalan raya yang menua melalui tengah kota, kota itu mengontrak dengan Hitachi Zosen Corporation untuk membangun mesin bor terowongan terbesar di dunia untuk melakukan pekerjaan itu. Lingkup pekerjaan Bertha tidak memiliki preseden dalam penggalian zaman modern, mengingat tanah gletser yang padat dan abrasif dan batuan dasar yang harus dikunyah.

Pada 2013, Bertha — dinamai Bertha Knight Landes, walikota perempuan pertama Seattle — ditugasi membangun terowongan yang akan cukup besar untuk mengangkut empat jalur lalu lintas (jalan dua jalur, jalan bertingkat). Bertha perlu mengukir melalui 1,7 mil batu, dan hanya 1000 kaki, mesin 57 kaki, 6559-ton berlari ke casing pipa baja yang merusaknya. Banyak yang meramalkan bahwa Bertha hancur, tetapi setelah operasi perbaikan besar-besaran di tempat oleh Hitachi Zosen yang memakan waktu satu setengah tahun, penggerek itu bangkit dan berjalan kembali.

Pada April 2017, Bertha menyelesaikan pekerjaannya, dan para insinyur memulai proses pembongkarannya; bagian-bagiannya akan digunakan dalam mesin bor terowongan masa depan. Bertha memberi contoh tentang apa yang mungkin terjadi dalam pekerjaan terowongan perkotaan di masa depan — tetapi tidak mungkin mesin bor terowongan akan jauh lebih besar daripada Bertha karena beratnya mesin dan jumlah tanah yang dapat dipindahkan sekaligus. Terowongan Bertha dijadwalkan akan dibuka pada 2019.

STASIUN RUANG ANGKASA INTERNASIONAL

Stasiun luar angkasa internasional adalah mesin yang sangat efisien, dilengkapi dengan peralatan instrumentasi dan pendukung kehidupan, yang telah membuat manusia tetap hidup di lingkungan orbit rendah Bumi yang tidak ramah sejak 2 November 2000. Ini adalah satelit terbesar yang mengorbit Bumi yang dibuat oleh manusia. Komponen utama dikirim ke ruang angkasa selama periode dua tahun, tetapi konstruksi perlahan-lahan berlanjut selama dekade terakhir, dengan astronot menambahkan laboratorium sains Columbus dan modul sains Jepang. Modul pertama, Zarya, hanya 41,2 kaki kali 13,5 kaki; sekarang, ISS berukuran 356 kaki kali 240 kaki, yang sedikit lebih besar dari lapangan sepak bola. Stasiun saat ini memiliki sekitar 32.333 kaki kubik volume bertekanan yang dapat digunakan kru. Itu sekitar area yang sama dengan Boeing 747 (meskipun sebagian besar ruang ISS diambil oleh peralatan). Panel surya A.S adalah sebesar delapan lapangan basket.

Dari stasiun ruang angkasa, para ilmuwan telah membuat penemuan-penemuan penting seperti apa yang dilakukan perluasan zero-G pada tubuh manusia, dari mana sinar kosmik berasal, dan bagaimana kristal protein dapat digunakan untuk mengobati kanker. Meskipun NASA mengharapkan modul paling modern dari ISS dapat digunakan hingga tahun 2030-an, pada tahun 2025 badan tersebut dapat mulai "mentransisikan" banyak operasi ISS-nya dan biaya-ke sektor swasta [PDF] dengan tujuan memperluas komersial. potensi ruang.

DETEKTOR GELOMBANG LIAV GRAVITASI

Laser Inferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) sebenarnya terdiri dari empat fasilitas berbeda — dua laboratorium dan dua detektor yang berjarak 2000 mil, di Hanford, Washington, dan Livingston, Louisiana. Detektor, yang membutuhkan waktu sekitar lima tahun untuk membangun dan diresmikan pada tahun 1999, adalah ruang hampa berbentuk L yang identik yang panjangnya sekitar 2,5 mil dan beroperasi bersamaan. Misi dari mesin-mesin ini adalah untuk mendeteksi riak-riak pada jalinan ruangwaktu yang dikenal sebagai gelombang gravitasi. Diprediksi pada tahun 1915 oleh teori relativitas umum Einstein, gelombang gravitasi sepenuhnya teoretis hingga September 2015, ketika LIGO mendeteksi mereka untuk pertama kalinya. Ini tidak hanya memberikan konfirmasi lebih lanjut tentang relativitas umum, tetapi juga membuka area penelitian baru seperti astronomi gelombang gravitasi. Alasan kedua detektor begitu jauh dari satu sama lain adalah untuk mengurangi kemungkinan positif palsu; kedua fasilitas harus mendeteksi gelombang gravitasi potensial sebelum diselidiki.

ANTONOV AN-225 MRIYA PLANE

Rusia awalnya memiliki saingan dengan program Space Shuttle A.S: pesawat ruang angkasa bersayap yang dapat digunakan kembali bernama Buran — dan pada 1980-an, mereka mengembangkan AN-225 Mriya untuk mengangkutnya. Dengan lebar sayap sebesar Patung Liberty, berat 640 ton, enam mesin, dan kemampuan untuk mengangkat ke udara hampir setengah juta pound, itu adalah pesawat terpanjang dan terberat yang pernah dibuat. Mriya pertama kali terbang pada tahun 1988, dan karena Buran mothball pada tahun 1990 setelah hanya satu penerbangan (karena pecahnya Uni Soviet daripada kemampuan pesawat), AN-225 hanya digunakan dengan hemat.

Pesawat monster telah menginspirasi ide-ide baru. Pada 2017, Airspace Industry Corporation of China menandatangani perjanjian dengan Antonov, produsen AN-225, untuk membangun armada pesawat berdasarkan desain AN-225 yang akan membawa satelit komersial di punggung mereka dan meluncurkannya ke luar angkasa. Saat ini, hampir semua satelit diluncurkan dari roket. Sementara itu, Stratolaunch, sebuah perusahaan yang diawasi oleh co-founder Microsoft Paul Allen, sedang membangun sebuah pesawat yang akan lebih luas (tetapi tidak lebih lama) dari Mriya. Pesawat raksasa itu akan membawa kendaraan peluncuran menuju orbit rendah Bumi.

10,000-YEAR CLOCK

Proyek berpikiran maju ini, yang didanai oleh pendiri Amazon dan Blue Origin, Jeff Bezos, berfokus untuk mengingatkan orang-orang tentang dampak jangka panjang mereka pada dunia. Alih-alih jam tradisional yang mengukur jam, menit, dan detik, Clock of Long Now mengukur waktu bertahun-tahun dan berabad-abad. Jam, yang akan dibangun di dalam gunung di sebidang tanah di Texas barat milik Bezos, akan berdetak sekali setahun, dengan tangan seabad yang maju hanya sekali setiap 100 tahun. Cuckoo pada jam akan muncul hanya sekali per milenium. Konstruksi dimulai pada jam di awal 2018. Ketika jam besar ini selesai — garis waktu tidak diketahui — itu akan setinggi 500 kaki. Apa dampak yang satu ini? Hanya orang-orang dari abad ke-120 yang akan dapat menjawab pertanyaan itu

Mesin Teknologi Terbesar Typhoon-class submarine

Kelas Topan, sebutan Soviet Proyek 941 Akula (bahasa Rusia: Акула, yang berarti "hiu", nama pelaporan topan NATO) adalah kelas kapal selam rudal balistik bertenaga nuklir yang dirancang dan dibangun oleh Uni Soviet untuk Angkatan Laut Soviet. Dengan pemindahan terendam 48.000 ton, Topan adalah kapal selam terbesar yang pernah dibangun, mampu mengakomodasi fasilitas hidup yang nyaman bagi para kru ketika tenggelam selama berbulan-bulan pada akhirnya. Sumber nama pelaporan NATO masih belum jelas, meskipun sering diklaim terkait dengan penggunaan kata "topan" ("тайфун") oleh Sekretaris Jenderal Leonid Brezhnev dari Partai Komunis dalam pidato 1974 sambil menggambarkan tipe baru kapal selam rudal balistik nuklir, sebagai reaksi terhadap kapal selam kelas baru Angkatan Laut Amerika Serikat Ohio.

Angkatan Laut Rusia membatalkan program modernisasi Topan pada Maret 2012, yang menyatakan bahwa memodernisasi satu Topan akan sama mahalnya dengan membangun dua kapal selam kelas Borei baru. Dengan pengumuman bahwa Rusia telah menghilangkan SS-N-20 Sturgeon SLBMs terakhir pada September 2012, Topan yang tersisa telah mencapai akhir layanan.

Deskripsi

Selain persenjataan rudal mereka, kelas Topan memiliki enam tabung torpedo yang dirancang untuk menangani rudal RPK-2 (SS-N-15) atau torpedo Tipe 53. Kapal selam kelas Typhoon dapat tetap terendam selama 120 hari dalam kondisi normal, dan berpotensi lebih jika dianggap perlu (mis., Dalam kasus perang nuklir). Sistem senjata utama mereka terdiri dari 20 rudal balistik R-39 (NATO: SS-N-20) (SLBM) dengan masing-masing maksimum 10 hulu ledak nuklir MIRV. Secara teknis, Topan mampu mengerahkan rudal nuklir jarak jauh mereka ketika ditambatkan di dermaga.

Kapal selam kelas topan memiliki banyak lambung bertekanan, mirip dengan kapal selam Jepang I-400 kelas Jepang-Perang Dunia II, yang menyederhanakan desain internal sambil membuat kapal jauh lebih luas daripada kapal selam normal. Di badan utama kapal selam, dua lambung panjang bertekanan sejajar dengan lambung ketiga yang lebih kecil di atasnya (yang menjorok tepat di bawah layar), dan dua lambung bertekanan lainnya untuk torpedo dan perangkat kemudi. Ini juga sangat meningkatkan daya tahan mereka - bahkan jika satu lambung tekanan dilanggar, anggota kru di yang lain aman dan ada lebih sedikit potensi banjir. Topan mampu melaju pada kecepatan 28 kn (52 km / jam; 32 mph) di bawah air.

Sejarah

Kelas Typhoon dikembangkan di bawah Project 941 sebagai kelas Akula Rusia (Акула), yang berarti hiu. Kadang-kadang bingung dengan kapal selam lainnya, karena Akula adalah nama yang digunakan NATO untuk menunjuk Proyek Rusia 971 Shchuka-B (Щука-Б) -kelas kapal selam serangan kelas. Proyek ini dikembangkan dengan tujuan untuk mencocokkan persenjataan SLBM kapal selam kelas Ohio, yang mampu membawa 192 hulu ledak nuklir, masing-masing 100 kt, tetapi dengan jarak yang jauh lebih lama. Untuk mengakomodasi peningkatan jangkauan ini, SLBM Soviet secara substansial lebih besar dan lebih berat daripada rekan-rekan Amerika mereka (R-39 Rif lebih dari dua kali lebih berat dari Trident I UGM-96; tetap SLBM terberat yang pernah digunakan di seluruh dunia) . Kapal selam harus ditingkatkan skalanya.

Pada awal 1990-an, ada juga proposal untuk membangun kembali beberapa kapal selam kelas Typhoon menjadi kapal kargo bawah laut untuk pengiriman minyak, gas, dan kargo di bawah es kutub ke wilayah utara Rusia yang sangat jauh. Kapal selam itu bisa membawa hingga 10.000 ton kargo di atas kapal dan mengirimkannya di bawah es kutub ke kapal tanker yang menunggu di Laut Barents. Kapal-kapal ini - setelah rekayasa besar yang diperlukan untuk mengembangkan teknologi untuk mentransfer minyak dari platform pengeboran ke kapal selam, dan kemudian, ke kapal tanker yang menunggu - kemudian akan mengirimkan kargo mereka ke seluruh dunia.

Enam kapal selam kelas Typhoon dibangun. Awalnya, kapal selam itu ditunjuk oleh nomor lambung saja. Nama-nama kemudian ditugaskan ke empat kapal yang dipertahankan oleh Angkatan Laut Rusia, yang disponsori oleh kota atau perusahaan. Pesanan konstruksi untuk kapal tambahan (nomor lambung TK-210) dibatalkan dan tidak pernah selesai. Hanya kapal selam pertama yang dibangun, Dmitriy Donskoy, yang masih beroperasi dengan Angkatan Laut Rusia, yang berfungsi sebagai platform uji coba untuk rudal Bulava (SS-NX-32). Arkhangelsk (TK-17) dan Severstal (TK-20) tetap dalam cadangan, saat ini tidak aktif dengan armada Rusia. Semua rudal R-39 telah pensiun. Topan telah digantikan oleh kelas Borei sejak 2010-2011.

Meskipun menjadi pengganti banyak jenis kapal selam, kapal selam kelas Borei sedikit lebih pendek daripada kelas Topan (170 m (560 kaki) dibandingkan dengan 175 m (574 kaki)), dan memiliki awak yang lebih kecil (107 orang sebagai lawan ke 160). Perubahan ini sebagian dirancang untuk mengurangi biaya untuk membangun dan memelihara kapal selam. Selain itu, Amerika Serikat dan Kanada menyediakan 80% dana untuk membatalkan kapal selam kelas Typhoon yang lama, menjadikannya jauh lebih ekonomis untuk membangun kapal selam baru. Namun, menurut sumber lain di kementerian pertahanan Rusia, belum ada keputusan seperti itu yang dibuat; dalam hal ini, kapal selam akan tetap bersama Angkatan Laut Rusia.

Pada tahun 2013, berita RIA Novosti yang dikelola pemerintah telah mengumumkan bahwa Angkatan Laut akan menghentikan dua Topan mulai tahun 2018. Mereka akan menjadi TK-17 Arkhangelsk dan TK-20 Severstal. Sampai 2017, keputusan tentang scrapping TK-17 dan TK-20 masih belum pasti.

Mesin Teknologi Terbesar Overburden Conveyor Bridge F60

F60 adalah seri penunjukan lima jembatan overburden conveyor yang digunakan dalam penambangan opencast batubara coklat (lignit) di ladang batubara Lusatian di Jerman. Mereka dibangun oleh mantan Volkseigener Betrieb TAKRAF di Lauchhammer dan merupakan mesin industri teknis bergerak terbesar di dunia. Sebagai jembatan overburden conveyor, mereka mengangkut overburden yang terletak di atas lapisan batubara. Ketinggian pemotongan adalah 60 m (200 kaki), karenanya nama F60. Secara total, G60 mencapai tinggi 80 m (260 kaki) dan lebar 240 m (790 kaki); dengan panjang 502 m (1.647 kaki), digambarkan sebagai menara Eiffel yang terbentang membuat raksasa ini tidak hanya kendaraan terpanjang yang pernah dibuat - mengalahkan Raksasa Laut - tetapi kendaraan terbesar dengan dimensi fisik yang pernah dibuat oleh umat manusia.

Dalam kondisi operasi, beratnya 13.600 metrik ton menjadikan F60 salah satu kendaraan darat terberat yang pernah dibuat, hanya dikalahkan oleh Bagger 293 yang merupakan Excavator roda Bucket raksasa. Jembatan konveyor pertama dibangun dari tahun 1969 hingga 1972, dilengkapi dengan jembatan pengumpan pada tahun 1977. Jembatan kedua dibangun dari 1972 hingga 1974, telah dilengkapi dengan jembatan pengumpan selama konstruksi. Jembatan konveyor ketiga dibangun dari 1976 hingga 1978, dilengkapi dengan jembatan pengumpan pada tahun 1985. Jembatan konveyor keempat dan kelima dibangun masing-masing tahun 1986–1988 dan 1988–1991.

Masih ada empat F60 yang beroperasi di ladang batubara Lusatian hari ini: [kapan?] Di tambang pembuka batu bara cokelat di Jänschwalde (Brandenburg, dekat Pembangkit Listrik Jänschwalde), Welzow-Süd (Brandenburg, dekat Pembangkit Listrik Schwarze Pumpe), Nochten dan Reichwalde (Saxony, keduanya dekat Pembangkit Listrik Boxberg). F60 kelima, yang terakhir dibangun, berada di Lichterfeld-Schacksdorf dan dapat diakses oleh pengunjung.

Teknologi

F60 memiliki dua bogies, satu di sisi dumping (depan) dan satu di sisi gali (belakang), yang masing-masing dijalankan di dua rel (1.435 mm atau 4 kaki 8 1⁄2 dalam ukuran standar). Selain dua rel di sisi penggalian, ada dua rel lainnya untuk transformator dan kereta gantung. Ada total 760 roda pada bogies, di mana 380 didukung. Kecepatan maksimum F60 adalah 13 m / min (0,78 km / jam) dan kecepatan operasi 9 m / min (0,54 km / jam).

F60 memiliki dua ekskavator tipe ES 3750 di sisi untuk melakukan pekerjaan persiapan (lihat foto panorama dari tambang Jänschwalde), masing-masing di konveyor melintang utara dan selatan. Mereka masing-masing memiliki output 29.000 m3 / jam (38.000 cuyd / jam) (26.448 t / jam atau 26.030 ton panjang / jam atau 29.154 ton / jam pendek), yang sesuai dengan volume ukuran lapangan sepak bola dengan kedalaman 7–8 m (23–26 kaki). Ada sembilan berbagai ban berjalan dengan kecepatan 10 m / menit (0,60 km / jam).

F60, termasuk dua excavator, membutuhkan daya 27.000 kW (36.000 hp). Jembatan membutuhkan 1,2 kWh (4,3 MJ; 4,100 BTU) listrik untuk mengangkut satu meter kubik (35 cu ft) lapisan penutup, mulai dari conveyor yang melintang hingga dumping pada ketinggian 75 m (246 kaki).

Lichterfeld F60

Jembatan pengangkut overburden dari Lichterfeld-Schacksdorf, sekarang ditutup, digunakan dari tahun 1991 hingga 1992 di tambang batubara coklat Klettwitz-Nord dekat Klettwitz. Terbuka untuk pengunjung hari ini sebagai proyek International Bauausstellung Fürst-Pückler-Land (Pameran Pertambangan Internasional Fürst-Pückler-Land) dan merupakan jangkar dari Rute Eropa Warisan Industri (ERIH).

F60 ini adalah yang terakhir dari lima F60. Instalasi dilakukan antara 1988 dan 1991 di tambang opencast Klettwitz-Nord. F60 mulai beroperasi pada Maret 1991. Antara komisi dan penutupannya pada Juni 1992, F60 memindahkan sekitar 27.000 km3 (6.500 cu mi) lapisan penutup. Setelah penyatuan kembali Jerman, tambang menjadi tanggung jawab Lausitzer und Mitteldeutsche Bergbau-Verwaltungsgesellschaft (LMBV), yang menutup tambang atas perintah pemerintah federal Jerman dan merenovasinya secara ekonomi dan dalam cara tidak berbahaya bagi lingkungan.

Antara tahun 2000 dan 2010, International Bauausstellung Fürst-Pückler-Land sedang mengejar tujuan untuk memberikan momentum baru ke wilayah tersebut dan bekas tambang operasional Klettwitz-Nord juga telah diintegrasikan ke dalam konsep itu. Tambang ini telah dikonversi menjadi tambang 'pengunjung' dan jembatan pengangkut telah diakses sejak tahun 1998. Berbagai instalasi suara dan cahaya membantu menjadikan fasilitas ini menjadi daya tarik bagi pengunjung.

Kendaraan Terbesar di Dunia: Tunnel drilling machine

Bertha adalah sebuah mesin bor terowongan berdiameter 57,5 ​​kaki (17,5 m) yang dibangun khusus untuk proyek terowongan pengganti Aladeni Way Departemen Transportasi Negara Bagian Washington (WSDOT) di Seattle. Itu dibuat oleh Hitachi Zosen Sakai Works di Osaka, Jepang, dan perakitan mesin selesai di Seattle pada Juni 2013. Pengeboran terowongan dimulai pada 30 Juli 2013, dengan mesin awalnya dijadwalkan untuk menyelesaikan terowongan pada Desember 2015.

Mereka juga dapat digunakan untuk microtunneling. Mereka dapat dirancang untuk membosankan melalui apapun dari hard rock ke pasir. TBM juga dapat dirancang untuk menggali terowongan non-lingkaran, termasuk terowongan berbentuk u / tapal kuda dan terowongan persegi atau persegi panjang.

Mesin bor terowongan digunakan sebagai alternatif metode pengeboran dan peledakan (D & B) dalam batuan dan "penambangan tangan" konvensional di tanah. TBM memiliki keuntungan membatasi gangguan pada tanah di sekitarnya dan menghasilkan dinding terowongan yang halus. Ini secara signifikan mengurangi biaya melapisi terowongan, dan membuatnya cocok untuk digunakan di daerah perkotaan. Kerugian utama adalah biaya dimuka. TBM mahal untuk dibangun, dan bisa jadi sulit untuk diangkut. Pengeboran dan peledakan tetap merupakan metode yang disukai ketika bekerja melalui lapisan batuan yang sangat retak dan dicukur.

Sejarah

Perisai tunneling pertama yang berhasil dikembangkan oleh Sir Marc Isambard Brunel untuk menggali Thames Tunnel pada tahun 1825. Namun, ini hanya penemuan konsep perisai dan tidak melibatkan konstruksi mesin bor terowongan lengkap, penggaliannya masih harus dilakukan. dicapai dengan metode penggalian standar saat itu.

Mesin bor pertama yang dilaporkan dibangun adalah Mountain Slicer milik Henri-Joseph Maus. Ditugaskan oleh Raja Sardinia pada tahun 1845 untuk menggali Terowongan Rel Fréjus antara Prancis dan Italia melalui Pegunungan Alpen, Maus membangunnya pada tahun 1846 di sebuah pabrik senjata di dekat Turin. Itu terdiri dari lebih dari 100 latihan perkusi yang dipasang di depan mesin berukuran lokomotif, digerakkan secara mekanis dari pintu masuk terowongan. Revolusi tahun 1848 mempengaruhi pendanaan, dan terowongan itu tidak selesai sampai 10 tahun kemudian, dengan menggunakan metode yang kurang inovatif dan lebih murah seperti latihan pneumatik.

Di Amerika Serikat, mesin bor pertama yang dibangun telah digunakan pada tahun 1853 selama konstruksi Hoosac Tunnel di barat laut Massachusetts. Terbuat dari besi cor, itu dikenal sebagai Mesin Pemotong Batu yang Dipatenkan Wilson, setelah penemu Charles Wilson. Itu mengebor 10 kaki ke dalam batu sebelum mogok. (Terowongan itu akhirnya selesai lebih dari 20 tahun kemudian, dan seperti halnya Fréjus Rail Tunnel, dengan menggunakan metode yang tidak terlalu ambisius. Mesin Wilson mengantisipasi TBM modern dalam arti bahwa ia menggunakan pemotongan cakram, seperti halnya cakram disk. , yang melekat pada kepala mesin yang berputar.

Juga pada tahun 1853, Ebenezer Talbot Amerika juga mematenkan TBM yang menggunakan cakram pemotong Wilson, meskipun mereka dipasang pada lengan yang berputar, yang pada gilirannya dipasang pada pelat yang berputar. [20] Pada tahun 1870-an, John D. Brunton dari Inggris membangun sebuah mesin yang menggunakan cakram pemotong yang dipasang secara eksentrik di atas pelat yang berputar, yang pada gilirannya dipasang secara eksentrik di atas pelat yang berputar, sehingga cakram-cakram pemotong akan berpindah ke hampir semua permukaan batu yang harus dihapus.

Desain dan perakitan

Bertha dirancang dan diproduksi oleh Hitachi Zosen Sakai Works dari Osaka, Jepang, dan merupakan mesin bor terowongan tekanan bumi dengan tekanan terbesar di dunia, dengan diameter 57,5 ​​kaki (17,5 m) dengan diameter kepala pemotong. Mesin itu panjangnya 326 kaki (99 m) dan beratnya 6.700 ton (6.100 t). Mesin itu sendiri berharga $ 80 juta dan dimiliki oleh Seattle Tunnel Partners, kontraktor proyek. Seattle Tunnel Partners adalah perusahaan patungan Dragados yang bermarkas di New York, anak perusahaan yang sepenuhnya dimiliki oleh Dragados, S.A., divisi konstruksi ACS Group of Spain; dan Tutor Perini Corporation, yang berbasis di Sylmar, California.

Hitachi Zosen mengadakan upacara penyelesaian untuk mesin tersebut, dilakukan bersamaan dengan upacara penamaan, di Osaka, Jepang, pada 20 Desember 2012. Perakitan uji dan penggeledahan di Bertha di Jepang mengindikasikan adanya masalah dengan unit pendorong utama dan toleransi yang membutuhkan perbaikan pada Februari 2013. Bertha dikirim ke Pelabuhan Seattle dalam 41 bagian, tiba pada 2 April 2013. [20] [21]

Bertha memiliki melodi pra-program khusus yang dimainkan untuk para pekerja di dalam mesin dan mereka yang memantau penggerek terowongan.

Mesin Teknologi Terbesar Collider Hadron

Large Hadron Collider (LHC) adalah akselerator partikel terbesar dan paling kuat di dunia. Ini pertama kali dimulai pada 10 September 2008, dan tetap merupakan tambahan terbaru untuk kompleks akselerator CERN. LHC terdiri dari cincin 27 kilometer magnet superkonduktor dengan sejumlah struktur percepatan untuk meningkatkan energi partikel di sepanjang jalan.

Di dalam akselerator, dua sinar partikel berenergi tinggi berjalan mendekati kecepatan cahaya sebelum mereka dibuat bertabrakan. Balok bergerak ke arah yang berlawanan dalam pipa balok terpisah - dua tabung disimpan pada vakum sangat tinggi. Mereka dipandu di sekitar cincin akselerator oleh medan magnet yang kuat yang dipelihara oleh elektromagnet superkonduktor. Elektromagnet dibangun dari gulungan kabel listrik khusus yang beroperasi dalam kondisi superkonduktor, menghantarkan listrik secara efisien tanpa hambatan atau kehilangan energi. Ini membutuhkan pendinginan magnet hingga -271,3 ° C - suhu yang lebih dingin dari luar angkasa. Karena alasan ini, sebagian besar akselerator terhubung ke sistem distribusi helium cair, yang mendinginkan magnet, serta ke layanan pasokan lainnya.

Ribuan magnet dari berbagai varietas dan ukuran digunakan untuk mengarahkan sinar di sekitar akselerator. Ini termasuk 1232 magnet dipol dengan panjang 15 meter yang menekuk balok, dan 392 magnet quadrupole, masing-masing sepanjang 5-7 meter, yang memfokuskan balok. Tepat sebelum tumbukan, jenis magnet lain digunakan untuk "memeras" partikel lebih dekat bersama untuk meningkatkan kemungkinan tumbukan.

Partikel-partikel itu sangat kecil sehingga tugas membuat mereka bertabrakan mirip dengan menembakkan dua jarum yang berjarak 10 kilometer dengan presisi sedemikian rupa sehingga mereka bertemu di tengah jalan.Semua kontrol untuk akselerator, layanan dan infrastruktur teknisnya ditempatkan di bawah satu atap di CERN Control Center.

Latar Belakang

Istilah hadron mengacu pada partikel komposit subatomik yang terdiri dari quark yang disatukan oleh gaya kuat (karena atom dan molekul disatukan oleh gaya elektromagnetik). Hadron yang paling terkenal adalah baryon seperti proton dan neutron; Hadron juga termasuk meson seperti pion dan kaon, yang ditemukan selama percobaan sinar kosmik pada akhir 1940-an dan awal 1950-an.

Collider adalah jenis akselerator partikel dengan dua balok partikel yang diarahkan. Analisis produk sampingan dari tabrakan ini memberikan para ilmuwan bukti yang baik tentang struktur dunia sub-atomik dan hukum alam yang mengaturnya. Banyak dari produk sampingan ini hanya diproduksi oleh tabrakan berenergi tinggi, dan mereka membusuk setelah periode waktu yang sangat singkat. Jadi banyak dari mereka yang sulit atau hampir tidak mungkin untuk belajar dengan cara lain.

Tujuan

Banyak fisikawan sangat berharap bahwa Large Hadron Collider akan membantu menjawab beberapa pertanyaan yang terbuka mendasar dalam fisika, yang menyangkut hukum dasar yang mengatur interaksi dan kekuatan diantara objek elementer, struktur ruang dan waktu yang dalam, dan khususnya keterkaitan antara kuantum mekanika dan relativitas umum.

Data juga diperlukan dari eksperimen partikel berenergi tinggi untuk menyarankan versi mana dari model ilmiah saat ini yang lebih cenderung benar - khususnya untuk memilih antara Model Standar dan model Higgsless dan untuk memvalidasi prediksi mereka dan memungkinkan pengembangan teori lebih lanjut.

Masalah yang dieksplorasi oleh tabrakan LHC meliputi:

• Apakah massa partikel elementer dihasilkan oleh mekanisme Higgs melalui pemecahan simetri electroweak? Diharapkan bahwa eksperimen collider akan menunjukkan atau mengesampingkan keberadaan Higgs boson yang sulit dipahami, sehingga memungkinkan fisikawan untuk mempertimbangkan apakah Model Standar atau alternatif Higgslessnya lebih cenderung benar.
• Apakah supersimetri, perpanjangan dari Model Standar dan simetri Poincare, disadari di alam, menyiratkan bahwa semua partikel - partikel yang diketahui memiliki mitra supersimetrik?
• Apakah ada dimensi ekstra, seperti yang diprediksi oleh berbagai model berdasarkan teori string, dan dapatkah kita mendeteksinya?
• Apa sifat materi gelap yang tampaknya bertanggung jawab atas 27% energi massa alam semesta?

Pertanyaan terbuka lainnya yang dapat dieksplorasi menggunakan tumbukan partikel berenergi tinggi:

• Sudah diketahui bahwa elektromagnetisme dan gaya nuklir lemah adalah manifestasi yang berbeda dari gaya tunggal yang disebut gaya elektro-bicara. LHC dapat mengklarifikasi apakah gaya elektrowak dan gaya nuklir kuat adalah hanya manifestasi yang berbeda dari satu kekuatan terpadu universal, seperti yang diprediksi oleh berbagai Teori Unifikasi Besar.
• Mengapa kekuatan fundamental keempat (gravitasi) begitu banyak urutan besarnya lebih lemah daripada tiga kekuatan fundamental lainnya? Lihat juga masalah Hirarki.
• Apakah ada sumber tambahan pencampuran rasa quark, di luar yang sudah ada dalam Model Standar?
• Mengapa ada pelanggaran nyata terhadap simetri antara materi dan antimateri? Lihat juga pelanggaran CP.
• Apa sifat dan sifat plasma quark-gluon, yang diduga ada di alam semesta awal dan benda-benda astronomi yang kompak dan aneh saat ini? Ini akan diselidiki oleh tabrakan ion berat, terutama di ALICE, tetapi juga di CMS, ATLAS dan LHCb. Pertama kali diamati pada 2010, temuan yang diterbitkan pada 2012 mengkonfirmasi fenomena pendinginan jet dalam tabrakan ion berat

Rancangan

Collider terkandung dalam terowongan melingkar, dengan keliling 26,7 kilometer (16,6 mi), pada kedalaman mulai dari 50 hingga 175 meter (164 hingga 574 kaki) di bawah tanah.  Terowongan beton berlapis 3,8 meter (lebar 12 kaki), dibangun antara tahun 1983 dan 1988, sebelumnya digunakan untuk menampung Large Electron-Positron Collider. Terowongan melintasi perbatasan antara Swiss dan Prancis di empat titik, dengan sebagian besar di Prancis. Bangunan permukaan memegang peralatan tambahan seperti kompresor, peralatan ventilasi, kontrol elektronik dan pabrik pendingin.