Arthur C. Clarke az 1960-as években a geostacionárius műholdak magyarázatával beszéde inspirálta Pearsont az űrliftek egész koncepciójához, miközben a kaliforniai NASA Ames kutatóközpontban dolgozott, az Apollo Hold partjainál tartott napok idején.
„Clarke azt mondta, hogy a geostacionárius pályán a kommunikációs műholdak megértésének jó módja az volt, hogy elképzeljük őket egy magas torony tetején, amely 35 786 km-re (22 236 mérföld) fekszik a Föld fölött - emlékszik vissza Pearson. torony?"
Rájött, hogy elméletileg lehet egy ellensúlyt, mint egy kis aszteroida, geostacionárius pályára tenni, majd egy kábelt lefelé húzni és a Föld egyenlõjéhez rögzíteni. Elméletileg a felvonójárművek fel tudnák haladni a hosszú kábellel, és szállíthatják a rakományt a Föld gravitációjából és űrbe a vegyi rakéták által szállított ár töredékével.
… elméletben. Akkor és most a probléma az, hogy nem létezik olyan anyag, amely a kábelnek csak a Föld gravitációs súlyának megtartásához szükséges. Csak az utóbbi években, a szén nanocsövek megjelenésével - amelyek húzószilárdsággal bírtak a labdaparkban - az emberek végre elmozdultak a nevetési szakaszon, és komolyan elkezdték vizsgálni azt. És bár a szén nanocsöveket kis mennyiségben gyártották a laboratóriumban, a mérnökök még mindig évek óta távol tartják őket, hogy összefonják egy hosszú kábelbe, amely biztosítja a szükséges erőt.
Pearson tudta, hogy a műszaki kihívások félelmetesek, ezért azon gondolkodott: - Miért nem épít fel liftet a Holdra?
A Holdon a gravitációs erő egy hatodik annak, amit itt a Földön érezzünk, és az űrfelvonó kábele jól esik a jelenlegi gyártási technológiánkban. Húzza ki a kábelt a Hold felszínéről, és olcsó módszer lenne ásványi anyagok és anyagok szállítására a Föld pályájára.
A holdi űrlift másképp működne, mint a Földön. Saját bolygónktól eltérően, amely 24 óránként forog, a Hold csak a tengelyére fordul 29 naponta egyszer; ugyanannyi időt vesz igénybe, hogy teljesítsék az egyik pályát a Föld körül. Ezért láthatjuk csak a Hold egyik oldalát. A geostacionárius pálya fogalmának nincs igazán értelme a Hold körül.
A Föld-Hold rendszerben azonban öt olyan hely van, ahova kis tömegű tárgyat - például műholdat… vagy űrlift ellensúlyt - tehet fel, és nagyon kevés energiával stabil maradhat: a Föld-Hold Lagrange pontok. Az L1 pont, egy pont, amely körülbelül 58 000 km-re fekszik a Hold felszíne felett, tökéletesen működni fog.
Arra a képre, hogy az űrben lebeg a Föld és a Hold közötti ponton, ahol a gravitációs erő mindkettőből tökéletesen kiegyensúlyozott. Nézz balra, és a Hold körülbelül 58 000 km (37 000 mérföld) távolságra van; nézz jobbra, és a Föld több mint ötszörösöse a távolságnak. Bármilyen tolóerő nélkül végül kiszökne ebből a tökéletes egyensúlyozó pontból, majd elindulhat a föld vagy a hold felé. Az L1 kiegyensúlyozott, de instabil.
Pearson azt javasolja, hogy a NASA indítson egy űrhajót, amely hatalmas kábeltekercset szállít az L1 ponthoz. Lassan visszahúzódna az L1 ponttól, miközben lecsévélte a kábelét a Hold felszínére. Miután a kábelt a hold felületéhez rögzítették, feszültséget okozna, és az egész kábel tökéletes egyensúlyban lenne, mint egy inga, a föld felé mutatva. És mint egy inga, a felvonó mindig tökéletesen egyenesen áll az L1 pont felé, miközben a Föld gravitációja elhúzódott rajta. A küldetés magában foglalhat egy kis, napenergiával működő mászót is, amely fel tud mászni a hold felületéről a kábel tetejére, és a holdi sziklák mintáit egy magas Föld pályára szállítja. A további küldetések teljes hegymászócsapatokat hozhatnak létre, és az elképzelést tömegtermelési műveletgé alakíthatják.
A felvonónak a Föld helyett a Holdhoz történő csatlakoztatásának előnye az, hogy az érintett erők sokkal kisebbek - a Hold gravitációja a hatodik hatodikhoz tartozik. Szélsőséges szakítószilárdságú egzotikus nanocsövek helyett a kábelt nagy szilárdságú, kereskedelemben kapható anyagok felhasználásával lehet építeni, például a Kevlar vagy a Spectra. Valójában Pearson nullázott egy M5 nevű kereskedelmi roston, amely számítása szerint egy teljes kábel esetében csak 6800 kg súlyú lenne, amely az alján 200 kg emelőképességet támogatna. Ez jól megy a Boeing, a Lockheed Martin és az Arianespace által kínált legerősebb rakéták képességein. Az egyik indulás elegendő egy lift felhelyezéséhez a Holdra. És miután a lift fel lett szerelve, megkezdheti annak megerősítését további anyagokkal, például üveggel és bórral, amelyeket a Holdon lehet gyártani
Szóval, mit tennél egy, a Holdhoz csatlakoztatott űrfelvonóval? „Rengeteg” - mondja Pearson - mindenféle erőforrás létezik a Holdon, amelyeket sokkal könnyebb összegyűjteni és orbitóra hozni, ahelyett, hogy azokat a Földről indítanák. A Hold regolith (hold szennyeződés) felhasználható az űrállomások árnyékolására; a fémeket és más ásványokat fel lehet bányászni a felszínről és felhasználni az űrben történő építéshez; és ha a Hold déli pólusán jég fedezhető fel, akkor vizet, oxigént és még üzemanyagot is eljuttathat az űrhajókhoz. ”
Ha vízjég fordul elő a Hold déli pólusán, akkor ott vezethet egy második kábelt, majd a végén az első kábelhez csatlakoztathatja. Ez lehetővé tenné, hogy a déli holdi bázis anyagot szállítson a Föld magas pályájára anélkül, hogy a föld mentén az első felvonó alapjáig kellene haladnia.
Nagyszerű lenne a sziklák számára, de nem az emberek számára. Még ha egy hegymászó fel is mozgatná a kábelt száz kilométer sebességgel óránként, az űrhajósok hetekig utaznának, és ki vannak téve a mély űr sugárzásának. De amikor a rakományról beszél, a lassú és állandó nyeri a versenyt.
Pearson először 1979-ben tette közzé egy holdfelvonó elképzelését, és azóta ő hangolja fel. Ebben az évben azonban a NASA nem nevet, hanem hallgat. A Pearson társaságának, a Star Technology and Research-nek a közelmúltban 75 000 dolláros támogatást kapott a NASA Haladó Koncepció Intézete (NIAC) egy hat hónapos tanulmányhoz az ötlet további kivizsgálására. Ha az ötlet ígéretesnek bizonyul, Pearson nagyobb támogatást kaphat, hogy megkezdje néhány műszaki kihívás leküzdését, és partnereket keressen a NASA-n belül és a NASA-n belül, és segítsen annak fejlesztésében.
A NIAC olyan elképzeléseket keresi, amelyek messze kívül esnek a NASA technológiájának szokásos kényelmi zónájától - például ... a felvonó a Holdon -, és segíti azok kidolgozását olyan mértékben, hogy sok kockázatot és ismeretlenséget kiküszöböltek.
Pearson azt reméli, hogy ez a támogatás segít neki eljuttatni a NASA-hoz, hogy a holdfelvonó felbecsülhetetlen mértékben járul hozzá az új Hold-Mars űrkutatási elképzeléshez, támogatva a holdi bázisokat és az űrben működő iparágakat. És ez lehetővé tenné a mérnökök számára, hogy megértsék a felvonók űrbe történő építésének nehézségeit anélkül, hogy vállalnák az óriási kihívást, ha először felépítik a Földre.
Írta: Fraser Cain
