Legyünk őszinték, a dolgok rakétákkal az űrbe történő elindítása eléggé nem hatékony módszer a dolgok elvégzésére. A rakéták gyártása nemcsak drága, hanem egy csomó üzemanyagra is szükségük van a menekülési sebesség eléréséhez. És bár az egyes rakományok költségei csökkennek az olyan új koncepcióknak köszönhetően, mint az újrafelhasználható rakéták és az űrrepülőgépek, tartósabb megoldás lehet egy Űrlift felépítése.
És bár egy ilyen nagymérnöki projekt jelenleg egyszerűen nem kivitelezhető, sok tudós és társaság szerte a világon elkötelezett amellett, hogy élettartamaink során az űrlift valósággá váljon. Például a japán mérnökök egy csapata a Shizuoka Egyetem Mérnöki Karából nemrégiben létrehozott egy űrfelvonó méretarányos modelljét, amelyet holnap (szeptember 11-én) indítanak az űrbe.
Az űrlift koncepciója nagyon egyszerű. Alapvetően egy űrállomás felállítását kéri geoszinkron pályán (GSO), amelyet húzószerkezet köt össze a Földdel. Az ellenállást az állomás másik végéhez erősítik, hogy a hevedert egyenesen tartsák, miközben a Föld forgási sebessége biztosítja, hogy ugyanazon a ponton maradjon. Az űrhajósok és a legénység felfelé és lefelé haladnának az autókban, így teljesen el kellene távolítani a rakétákat.
A méretarányos modell érdekében a Shizuoka Egyetem mérnökei két ultra-kicsi CubeSat-ot készítettek, amelyek mindegyikének oldala 10 cm (3,9 hüvelyk). Ezeket hozzávetőlegesen 10 méter hosszú (32,8 láb) acélkábel köti össze, egy tartály, amely úgy működik, mint egy űrlift, a motor segítségével mozog a kábel mentén, és az egyes műholdakhoz rögzített kamerák figyelik a konténer előrehaladását.
A mikroszatelliteket szeptember 11-én várhatóan eljuttatják a Nemzetközi Űrállomáshoz (ISS), ahol a tesztelés céljából űrbe helyezik őket. A kísérletet más műholdakkal együtt a H-IIB 7. számú jármű fogja végrehajtani, amely a kagoshima prefektúra Tanegashima Űrközpontjából indul. Míg hasonló kísérleteket végeztek korábban, amikor a kábeleket kiterjesztették az űrben, ez lesz az első teszt, amikor egy tárgyat egy kábel mentén mozgatnak két műhold között.
Ahogyan a Shizuoka Egyetem szóvivőjét idézték, az AFP egyik cikkében mondja: "Ez lesz a világ első kísérlete a felvonó mozgásának tesztelésére az űrben."
„Elméletileg egy űrlift nagyon valószínű. Az űrutazás a jövőben valami népszerűvé válhat ”- tette hozzá Yoji Ishikawa a Shizuoka Egyetem mérnöke.
Ha a kísérlet sikeresnek bizonyul, elősegíti a tényleges felvonó alapjainak megteremtését. Természetesen sok jelentős kihívást még meg kell oldani, mielőtt bármit meg lehet építeni az űrfelvonóhoz. Ezek közül elsősorban a heveder felépítéséhez használt anyagnak kell lennie, amelynek mind könnyűnek kell lennie (hogy ne essen össze), és hihetetlen szakítószilárdságú legyen, hogy ellenálljon a felvonó ellensúlyára ható centrifugális erő által kiváltott feszültségnek.
Ráadásul a hevedernek el kellene ellenállnia a Föld, a Nap és a Hold gravitációs erőinek is, nem is beszélve a Föld légköri körülményeinek által kiváltott feszültségekről. E kihívást a 20. században leküzdhetetlennek tartották, amikor az írót Arthur C. Clarke népszerűsítette. A századfordulóra azonban a szén nanocsövek találmányának köszönhetően a tudósok megkezdték az ötlet átgondolását.
A GSO állomás eléréséhez szükséges méretű nanocsövek gyártása azonban még mindig jóval meghaladja jelenlegi képességeinket. Ezen túlmenően, Keith Henson - egy technikus, mérnök és a Nemzeti Űrtársadalom (NSS) társalapítója - azzal érvel, hogy a szén nanocsöveknek egyszerűen nincs elég erejük ahhoz, hogy elviseljék az ezzel járó stresszt. Ehhez a mérnökök más anyagok, például gyémánt nanoszálak használatát javasolták, de ezen anyag előállítása a kívánt méretben szintén meghaladja a jelenlegi képességeinket.
Vannak más kihívások is, amelyek között szerepel, hogyan lehet elkerülni az űrhajók és meteoritok ütközését az űrlifttel, hogyan továbbíthatjuk az elektromosságot a Földről az űrre, és biztosíthatjuk, hogy a heveder ellenálljon a nagy energiájú kozmikus sugaraknak. De ha és amikor űrfelvonót lehetne felépíteni, akkor hatalmas kifizetésekkel járna, nem utolsósorban az, hogy a legénység és a rakomány sokkal kevesebb pénzért szállítható az űrbe.
2000-ben, az újrahasznosítható rakéták kifejlesztése előtt, a hasznos rakományok földrajzi helyzetű pályára történő elhelyezése a hagyományos rakéták felhasználásával körülbelül 25 000 USD / kilogramm (11 000 USD / font) volt. A Spaceward Alapítvány által összeállított becslések szerint azonban előfordulhat, hogy a hasznos teher akár 220 dollár / kg-ban (100 dollár / font) is átvihető a GSO-ba.
Ezenkívül a felvonó felhasználható lenne a következő generációs műholdak, például űr alapú napelemek elhelyezésére. A földi szolár-tömbökkel ellentétben, amelyekre a nappali / éjszakai ciklus és a változó időjárási viszonyok vonatkoznak, ezek a tömbök képesek lennének energiát gyűjteni a nap 24 órájában, a hét 7 napján, az év 365 napján. Ezt az energiát mikrohullámú sugárzók segítségével a műholdaktól a földre vevő állomások felé sugárzhatjuk.
Az űrhajókat szintén össze lehet állítani pályára, ez egy másik költségcsökkentő intézkedés. Jelenleg az űrhajókat vagy teljes egészében össze kell szerelni itt a Földön, és be kell szállítani az űrbe, vagy az egyes alkatrészeket el kell indítani a pályára, majd össze kell állítani az űrben. Akárhogy is, drága folyamat, amelyhez nehéz indítógépek és tonna üzemanyag szükséges. Űrfelvonóval azonban az alkatrészek a költségek töredékéig pályára kerülhetnek. Még jobb lenne, ha autonóm gyárakat helyeznénk pályára, amelyek képesek lennének a szükséges alkatrészek építésére és az űrhajók összeszerelésére is.
Nem csoda tehát, hogy miért akarnak több vállalat és szervezet találni módszereket az ilyen struktúrával járó műszaki és műszaki kihívások leküzdésére. Egyrészt van a Nemzetközi Űrlift-konzorcium (ISEC), a Nemzeti Űrszövetség leányvállalata, amelyet 2008-ban alakítottak egy űrlift fejlesztésének, építésének és üzemeltetésének előmozdítása érdekében.
Aztán ott van az Obayashi Corporation, amely együttműködik a Shizuoka Egyetemmel, hogy 2050-re elkészítsen egy űrliftet. Tervük szerint a felvonó kábele egy 96 000 km (59 650 mérföld) széndio nanocső-kábelből áll, amely 100 hordozható. -ton hegymászók. Ez egy 400 m (1312 láb) átmérőjű, lebegő Föld kikötőből és egy 12 500 tonnás (13 780 US tonnás) ellensúlyból áll.
Ahogyan Yoshio Aoki, a Nihoni Egyetemi Tudományos és Technológiai Főiskola professzora (aki az Obayashi Corp. űrlift-projektjét felügyeli) mondta: „[A űrlift] nélkülözhetetlen az ipar számára, az oktatási intézményeknek és a kormánynak, hogy összekapcsolódjanak a kezükkel a technológiai fejlesztés érdekében. .”
A felvonó felépítésének költségei hatalmasak lennének, és valószínűleg összehangolt nemzetközi és több generációs erőfeszítéseket igényelnének. És továbbra is fennállnak jelentős kihívások, amelyek jelentős technológiai fejlesztéseket igényelnek. Ennek az egyszeri kiadásnak (plusz a karbantartás költségeinek) az emberiségnek a belátható jövőben korlátlan hozzáférése lenne a helyhez, és jelentősen csökkentett költségekkel.
És ha ez a kísérlet sikeresnek bizonyul, akkor alapvető adatokat fog szolgáltatni, amelyek valamikor tájékozódhatnak egy űrlift létrehozásáról.
