Să fim sinceri, lansarea lucrurilor în spațiu cu rachete este un mod destul de ineficient de a face lucrurile. Nu numai că rachetele sunt costisitoare pentru a construi, ci au nevoie și de o tonă de combustibil pentru a atinge viteza de evadare. Și în timp ce costurile lansărilor individuale sunt reduse datorită conceptelor precum rachetele reutilizabile și avioanele spațiale, o soluție mai permanentă ar putea fi construirea unui elevator spațial.
Și deși un astfel de proiect de mega-inginerie nu este pur și simplu posibil în acest moment, există mulți oameni de știință și companii din întreaga lume care sunt dedicate să transforme un elevator spațial în viața noastră. De exemplu, o echipă de ingineri japonezi de la Facultatea de Inginerie a Universității Shizuoka a creat recent un model la scară a unui elevator spațial pe care îl vor lansa mâine (11 septembrie) în spațiu.
Conceptul pentru un elevator spațial este destul de simplu. Practic, aceasta solicită construirea unei stații spațiale în orbita geosincronă (GSO) care este legată de Pământ printr-o structură de tracțiune. Un alt contragreutate ar fi atașat la celălalt capăt al stației pentru a menține legătura dreaptă, în timp ce viteza de rotație a Pământului se asigură că va rămâne peste același loc. Astronauții și echipajele aveau să călătorească în sus și în jos, în mașini, ceea ce ar înlătura necesitatea lansării rachetelor.
De dragul modelului lor de scară, inginerii de la Universitatea Shizuoka au creat două CubeSats ultra-mici, fiecare măsurând 10 cm (3,9 inci) pe o parte. Acestea sunt conectate printr-un cablu de oțel lung de aproximativ 10 metri lungime (32,8 ft), un container care acționează ca un elevator spațial se deplasează de-a lungul cablului cu ajutorul unui motor și camerele montate pe fiecare satelit monitorizează progresul containerului.
Microsatelitele sunt programate să fie lansate către Stația Spațială Internațională (ISS) pe 11 septembrie, unde vor fi apoi dislocate în spațiu pentru testare. Alături de alți sateliți, experimentul va fi realizat de vehiculul H-IIB nr. 7, care va lansa de la Centrul Spațial Tanegashima din Prefectura Kagoshima. În timp ce experimentele similare în care cablurile au fost extinse în spațiu au fost efectuate înainte, acesta va fi primul test în care un obiect este mutat de-a lungul unui cablu între doi sateliți.
După cum spunea un purtător de cuvânt al Universității Shizuoka într-un articol al AFP: „Va fi primul experiment din lume care va testa mișcarea ascensoarelor în spațiu”.
„În teorie, un elevator spațial este extrem de plauzibil. Călătoria în spațiu poate deveni ceva popular în viitor ”, a adăugat inginerul Universității Shizuoka, Yoji Ishikawa.
Dacă experimentul se va dovedi reușit, va ajuta la pregătirea terenului pentru un elevator spațial. Dar, desigur, multe provocări semnificative încă trebuie rezolvate înainte de a putea fi construit orice lucru care se apropie de un elevator spațial. Primul dintre acestea este materialul folosit pentru construirea legăturii, care ar trebui să fie atât ușoare (pentru a nu se prăbuși), cât și o rezistență incredibilă la tracțiune pentru a rezista tensiunii induse de forța centrifugă care acționează asupra contragreutării ascensorului.
În plus, legătura ar trebui să reziste, de asemenea, la forțele gravitaționale ale Pământului, ale Soarelui și ale Lunii, fără a menționa tensiunile induse de condițiile atmosferice ale Pământului. Aceste provocări au fost considerate insurmontabile în secolul XX, când conceptul a fost popularizat de scriitori precum Arthur C. Clarke. Cu toate acestea, la sfârșitul secolului, datorită invenției nanotuburilor de carbon, oamenii de știință au început să reconsidere ideea.
Cu toate acestea, fabricarea nanotuburilor la scala necesară pentru a ajunge la o stație din OGS este cu mult peste capacitățile noastre actuale. În plus, Keith Henson - tehnolog, inginer și co-fondator al National Space Society (NSS) - susține că nanotuburile de carbon pur și simplu nu au puterea necesară pentru a suporta tipurile de stres implicate. Pentru aceasta, inginerii și-au propus să folosească alte materiale, cum ar fi nanofilamentul cu diamante, dar producția acestui material pe scara necesară este și dincolo de capacitățile noastre actuale.
Există, de asemenea, alte provocări, cum ar fi cum să evităm ciocurile spațiale și meteoriții să se ciocnească cu elevatorul spațial, cum să transmită electricitatea de pe Pământ în spațiu și să asigurăm că legătura este rezistentă la razele cosmice cu energie mare. Dar, dacă și când s-ar putea construi un elevator spațial, acesta ar avea rambursări imense, nu cel mai puțin dintre acestea ar fi capacitatea de a transporta echipajele și mărfurile în spațiu cu mult mai puțini bani.
În 2000, înainte de dezvoltarea rachetelor reutilizabile, costul plasării sarcinilor utile pe orbita geostationară folosind rachete convenționale a fost de aproximativ 25.000 USD pe kilogram (11.000 dolari SUA pe lire). Cu toate acestea, conform estimărilor întocmite de Spaceward Foundation, este posibil ca încărcările utile să poată fi transferate la OGS pentru cel puțin 220 $ pe kg (100 dolari pe lire).
În plus, elevatorul ar putea fi utilizat pentru a implementa sateliți de generație viitoare, cum ar fi tablouri solare bazate pe spațiu. Spre deosebire de sistemele solare bazate pe sol, care sunt supuse ciclului zi / noapte și condițiilor meteorologice schimbătoare, aceste tablouri ar putea colecta energie 24 de ore pe zi, 7 zile pe săptămână, 365 de zile pe an. Această putere ar putea fi apoi transmisă de la sateliți folosind emițătoare cu microunde pentru stațiile receptoare de pe sol.
Navele spațiale ar putea fi asamblate și pe orbită, o altă măsură de reducere a costurilor. În prezent, navele spațiale trebuie fie asamblate complet aici pe Pământ și lansate în spațiu, fie să fie componente individuale lansate pe orbită și apoi asamblate în spațiu. În orice caz, este un proces scump care necesită lansatoare grele și tone de combustibil. Cu ajutorul unui elevator spațial, componentele ar putea fi ridicate pe orbită pentru o fracțiune din cost. Și mai bine, fabricile autonome ar putea fi plasate pe orbită, care ar putea să construiască componentele necesare și să asambleze nave spațiale.
Nu e de mirare atunci de ce mai multe companii și organizații speră să găsească modalități de a depăși provocările tehnice și tehnice pe care le-ar presupune o astfel de structură. Pe de o parte, aveți International Space Elevator Consortium (ISEC), o filială a Societății Spațiale Naționale care s-a format în 2008 pentru a promova dezvoltarea, construcția și funcționarea unui elevator spațial.
Apoi, există Corporația Obayashi, care lucrează cu Universitatea Shizuoka pentru a crea un elevator spațial până în anul 2050. Conform planului lor, cablul elevatorului va fi compus dintr-un cablu de nanotub de carbon de 96.000 km (59.650 mi) capabil să transporte 100 -ton alpinisti. De asemenea, va consta dintr-un port de pământ plutitor cu diametrul de 400 m (1312 ft) și o contra-greutate de 12.500 tone (13.780 tone).
După cum a spus profesorul Yoshio Aoki de la Colegiul de Știință și Tehnologie al Universității Nihon (care supraveghează proiectul de ascensor spațial Obayashi Corp.): „[Un elevator spațial] este esențial pentru industrii, instituții de învățământ și guvern pentru a uni mâinile pentru dezvoltarea tehnologică .“
Acordat, costul construirii unui elevator spațial ar fi enorm și ar necesita probabil un efort concertat internațional și multi-generațional. Și rămân provocări semnificative care vor necesita dezvoltări tehnologice semnificative. Dar pentru această cheltuială unică (la care se adaugă costurile de întreținere), umanitatea ar avea acces nelimitat la spațiu pentru viitorul previzibil și la costuri reduse semnificativ.
Și dacă acest experiment se va dovedi de succes, va oferi date esențiale care ar putea informa într-o zi crearea unui elevator spațial.
