Un discurs al lui Arthur C. Clarke în anii '60, care explică sateliții geo-staționari i-a oferit lui Pearson inspirația pentru întregul concept de ascensoare spațiale în timp ce lucra la Centrul de Cercetare Ames al NASA din California, în zilele debarcărilor Apollo Moon.
„Clarke a spus că o bună modalitate de a înțelege sateliții de comunicații pe orbita geostationară era să-i imaginăm în vârful unui turn înalt, cocoțat la 35.786 km (22.236 mile) deasupra Pământului”, își amintește Pearson, „mi-am dat seama, de ce nu construiesc un efectiv turn?"
Și-a dat seama că, teoretic, era posibil să parchezi un contragreutate, precum un asteroid mic, pe orbita geostaționară și apoi să extinzi un cablu în jos și să-l aplici la ecuatorul Pământului. Teoretic, mașinile cu ascensor ar putea parcurge cablul lung și ar putea transfera marfa din greutatea gravitației Pământului și în spațiu la o fracțiune din prețul livrat de rachetele chimice.
… teoretic. Problema atunci și acum este că materialul necesar pentru a suporta chiar și greutatea cablului din gravitația Pământului nu există. Abia în ultimii ani, odată cu apariția nanotuburilor de carbon - cu o rezistență la tracțiune în pachetul de bilă - oamenii au trecut în sfârșit dincolo de stadiul de râs și au început să-l cerceteze serios. Și în timp ce nanotuburile de carbon au fost fabricate în cantități mici în laborator, inginerii sunt încă la distanță de câțiva ani de la împletirea lor într-un cablu lung care ar putea oferi rezistența necesară.
Pearson știa că provocările tehnice sunt formidabile, așa că se întrebă: „de ce să nu construim un lift pe Lună?”
Pe Lună, forța gravitației este o șesime din ceea ce simțim aici pe Pământ, iar un cablu pentru elevator spațial se încadrează în tehnologia noastră actuală de fabricație. Întindeți un cablu de la suprafața Lunii și veți avea o metodă ieftină de a livra minerale și consumabile pe orbita Pământului.
Un elevator spațiu lunar ar funcționa diferit decât unul bazat pe Pământ. Spre deosebire de propria noastră planetă, care se rotește la fiecare 24 de ore, Luna se transformă doar pe axa ei o dată la 29 de zile; aceeași perioadă de timp este nevoie pentru a completa o orbită în jurul Pământului. Acesta este motivul pentru care putem vedea vreodată doar o parte a Lunii. Conceptul de orbita geostationară nu are sens în jurul Lunii.
Cu toate acestea, există cinci locuri în sistemul Pământ-Lună unde puteți pune un obiect de masă scăzută - ca un satelit ... sau un contragreutate al elevatorului spațial - și să le faceți să rămână stabile cu foarte puțină energie: punctele Lagrange Pământ-Lună. Punctul L1, un loc situat la aproximativ 58.000 km deasupra suprafeței Lunii, va funcționa perfect.
Imaginând că plutești în spațiu într-un punct între Pământ și Lună, unde forța gravitației din ambele este perfect echilibrată. Uită-te la stânga ta și Luna este la aproximativ 58.000 km (37.000 mile) distanță; uită-te la dreapta ta și Pământul este de mai mult de 5 ori acea distanță. Fără niciun fel de propulsoare, în cele din urmă, veți ieși din acest punct de echilibrare perfect, apoi veți începe să accelerați către Pământ sau spre Lună. L1 este echilibrat, dar instabil.
Pearson propune ca NASA să lanseze o navă spațială care transportă o bobină imensă de cablu până la punctul L1. Acesta s-ar întoarce încet din punctul L1 în timp ce își desfășura cablul până la suprafața Lunii. Odată ce cablul va fi ancorat la suprafața lunară, acesta va oferi tensiune și întregul cablu va rămâne în echilibru perfect, ca un pendul îndreptat către pământ. Și ca un pendul, ascensorul s-ar ține întotdeauna aliniat perfect spre punctul L1, în timp ce gravitația Pământului se îndepărta de el. Misiunea ar putea include chiar și un mic alpinist cu energie solară, care ar putea urca de pe suprafața lunară până în vârful cablului și ar putea furniza mostre de roci lunare pe o orbită înaltă a Pământului. Misiunile suplimentare ar putea livra echipe întregi de alpinisti și ar putea transforma conceptul într-o operațiune de producție în masă.
Avantajul conectării unui elevator la Lună în locul Pământului este simplul fapt că forțele implicate sunt mult mai mici - gravitația Lunii este de 1/6 din cea a Pământului. În loc de nanotuburi exotice cu rezistență la tracțiune extremă, cablul ar putea fi construit folosind materiale de înaltă rezistență disponibile comercial, precum Kevlar sau Spectra. De fapt, Pearson a introdus la zero o fibră comercială numită M5, pe care el calculează că ar cântări doar 6.800 kg pentru un cablu complet, care ar suporta o capacitate de ridicare de 200 kg la bază. Acest lucru se încadrează în capacitățile celor mai puternice rachete furnizate de Boeing, Lockheed Martin și Arianespace. O lansare este necesară pentru a pune un lift pe Lună. Și odată instalat liftul, puteți începe să-l întăriți cu materiale suplimentare, cum ar fi sticla și borul, care ar putea fi fabricate pe Lună
Deci, ce ai face cu un elevator spațial conectat la Lună? „O mulțime”, spune Pearson, „există tot felul de resurse pe Lună, care ar fi mult mai ușor de adunat acolo și de adus pe orbită, mai degrabă decât de a le lansa de pe Pământ. Regula lunară (murdăria lunii) ar putea fi folosită ca scut pentru stațiile spațiale; metalele și alte minerale ar putea fi exploatate de la suprafață și utilizate pentru construcția în spațiu; și dacă se descoperă gheață la polul sud al Lunii, ai putea furniza apă, oxigen și chiar combustibil pentru nave spațiale. "
Dacă gheața cu apă se întoarce la polul sud al Lunii, puteți rula un al doilea cablu acolo și apoi conectați-l la capăt la primul cablu. Acest lucru ar permite unei baze a Lunii de sud să livreze material pe orbita Pământului înalt, fără a fi nevoie să călătorească de-a lungul solului până la baza primului lift.
A fost excelent pentru roci, dar nu și pentru oameni. Chiar dacă un alpinist a urcat cablul la sute de kilometri pe oră, astronauții ar călători săptămâni întregi și ar fi expuși radiațiilor spațiului adânc. Dar când vorbești despre marfă, încet și constant câștigă cursa.
Pearson și-a publicat pentru prima dată ideea de ascensor lunar în 1979, iar de atunci îl creează. Anul acesta însă, NASA nu râde, ascultă. Compania Pearson, Star Technology and Research, a primit recent o subvenție de 75.000 de dolari de la Institutul pentru concepte avansate (NIAC) al NASA pentru un studiu de șase luni pentru a investiga ideea în continuare. Dacă ideea se dovedește a fi promițătoare, Pearson ar putea primi o subvenție mai mare pentru a începe să depășească unele dintre provocările inginerești și să caute parteneri din interior și din NASA și din exterior pentru a ajuta la dezvoltarea acesteia.
NIAC caută idei care sunt în afara zonei normale de tehnologie a NASA - de exemplu ... un elevator pe Lună - și ajută la dezvoltarea acestora până în momentul în care multe dintre riscuri și necunoscute au fost eliminate.
Pearson speră că această subvenție îl va ajuta să aducă cazul NASA că un elevator lunar ar fi o contribuție de neprețuit la noua viziune de explorare a spațiului Moon-Marte, sprijinind viitoarele baze lunare și industrii în spațiu. Și ar oferi inginerilor o modalitate de a înțelege dificultățile construirii ascensoarelor în spațiu, fără a lua mai întâi imensa provocare de a-l construi pe Pământ.
Scris de Fraser Cain
