Šta su to svemirski liftovi i hoće li promijeniti način na koji gledamo let u svemir

Neobična tehnologija koja se oslanja na centrifugalnu silu i izdržljive materijale izrade mogla bi skupo putovanje raketama zamijeniti puno jeftinijim putovanjem liftom – no kao i kod svega u životu, pravi izazov leži u detaljima

Sve veći broj znanstvenika i tehno entuzijasta istražuje načine na koje izgraditi ni manje ni više nego divovski lift koji će s površine Zemlje ili Mjeseca moći prenositi teret do orbite i nazad.

Od realističnih scenarija, u kojima lift putuje od površine Mjeseca do njegove neposredne orbite, do onih složenijih, koji zamišljaju lift što seže sve od našeg satelita pa do Zemljine orbite, vizija strukture koja zamjenjuje skupe lansirne rampe i hrpu novca potrošenog u gorivo iz dana u dan sve je popularnija. Štoviše, znanstvenici su uvjereni da bi se lift na Mjesecu mogao izgraditi uz pomoć već postojećih tehnoloških rješenja.

‘Svi koji zagovaraju svemirske liftove su u pravu – štoviše, tvrdim da je Mjesečev lift izgradiv već postojećom tehnologijom’, komentirao je Michael Laine, predsjednik LiftPort Grupe, kompanije posvećene izgradnji svemirskih liftova. Drugi zagovornici ove ideje tvrde da je izgradnja ovakve strukture već izvediva te da ćemo zahvaljujući njoj svjedočiti revoluciji svemirskog putovanja i istraživanja.

Nastanak ideje

Izvornu ideju svemirskog lifta zamislio je ruski znanstvenik Konstantin Ciolkovski 1895., nakon što je pogledao Eiffelov toranj i zamislio ga kako se proteže sve do svemira. Njegova vizija postala je mišlju vodiljom cijelog tehnološkog pokreta vezanog uz svemirske liftove. Njegov toranj prenosio bi teret do geostacionarne orbite – visine na kojoj sateliti mogu sinkronizirati svoju orbitu s rotacijom planeta – iliti 35,786 kilometara nadmorske visine. Dok objekt uzlazi uz toranj, on dobiva na brzini, a pri tome mu pomaže sila Zemljine rotacije. Ono što najviše intrigira znanstvenike potencijalna je učinkovitost sustava koji ne samo da je jeftiniji od raketa, već je i brži.

‘Strahovito visoka cijena svemirskog transporta povezana s nepredvidljivošću i nepouzdanošću velika je prepreka našem putovanju u svemir’, tvrde stručnjaci iz NASA-e. ‘Naši snovi o svakodnevnom životu u svemiru i boljem životu na Zemlji taoci su visoke cijene transporta u svemir.’

Premda ova tvrdnja dolazi iz davne 2008., situacija se nije previše promijenila – transport tereta u svemir trenutno košta oko 20.000 dolara po kilogramu. S obzirom na to da je NASA-in program Space Shuttle završio 2011., taj posao su preuzele privatne tvrtke koje prenose teret u Međunarodnu svemirsku stanicu.

Prema trenutnim procjenama, dobro dizajnirani svemirski lift smanjio bi cijenu prijenosa tereta na 100 dolara po kilogramu. Čak i 1000 dolara po kilogramu bilo bi svega pet posto trenutne cijene transporta u orbitu.

Kako bi izgledao svemirski lift?

Osnovni dizajn svemirskog lifta uključuje kabel koji seže od sidra na tlu do kontrautega smještenog u svemir. Prijevozno sredstvo kojim bi putovalo sve od nužne tehnologije do posade svemirskih stanica bila bi kapsula koja bi išla po povodcu sve do geostacionarne orbite i dovoljno daleko od područja na kojem mu ‘smeta’ Zemljina gravitacija. Žica bi ostala napetom zahvaljujući centrifugalnoj sili.

Upravo ovakva vrsta strukture bi, prema procjenama stručnjaka, koštala od jedne do 90 milijardi dolara. ‘Ova vrsta svemirskog lifta bit će presudan element ekonomskog razvoja svemirske industrije’, rekao je Tyler Harris, inženjer u Pacific Nothwest National Laboratoryju. Harris je nedavno procijenio tri dizajna svemirskih liftova za koje smatra da bi mogli biti ‘ekološki održivi i ekonomski izvedivi’.

Pravi izazov

Najteži zadatak pri izgradnji svemirskog lifta je izabrati pravi materijal za vodilicu. Ona mora izdržati sve nedaće Zemljine atmosfere, Sunčevo zračenje i, naravno, udare meteorita te hrpe otpada koji kruži oko našeg planeta. Neki zagovaraju korištenje ugljikovih nanocjevčica – cjevčica promjera nekoliko nanometara koje su do sto puta jače od čelika – no trenutnom tehnologijom možemo napraviti vlakna duga svega nekoliko metara, što je problem ako iz njih treba skrojiti vodilicu koja seže 35 tisuća kilometara u zrak.

Drugi jako velik problem potencijalnih svemirskih liftova je svemirski otpad. ESA tvrdi da orbitom trenutno kruži 128 milijuna predmeta manjih od centimetra, kao i 900.000 objekata veličine od jednog do deset centimetara. Svaki lift koji bismo izgradili u svemiru suočio bi se s hrpom superbrzog smeća koje bi moglo uzrokovati oštećenja, što znači da bi morao biti superotporan ili superokretan.

Mjesec, za razliku od Zemlje, nema taj problem. Štoviše, njegova niska gravitacija znači da će ista konstrukcija moći prenositi puno veći teret, pa znanstvenici sve više vjeruju da je puno bolje mjesto za početak eksperimentiranja sa svemirskim liftovima.

Bolje bi bilo početi s Mjesecom

‘Klasični koncept svemirskog lifta vrlo je problematičan zbog Zemljine gravitacije i potrebe za superotpornim materijalima koje, realno, trenutno nemamo’, rekao je Jerome Pearson, zrakoplovni inženjer koji je još 1977. predložio da se na Mjesecu izgradi veliki orbitalni lift. ‘Za razliku od onog na Zemlji, Mjesečev lift bio bi izvediv i, što je navažnije, moguće ga je proizvesti pomoću materijala i tehnologija kojima danas raspolažemo.’

Pearson nije daleko od istine – za razliku od onog instaliranog na Zemlji, svemirski lift ne bi koristio centrifugalnu silu, već bi se za rad oslanjao na gravitaciju. Kompanija LiftPort, primjerice, razmišlja o izradi Mjesečeva lifta koji kao vodilicu koristi dyneemu, vlakno polietilena koje je petnaest puta izdržljivije od čelika. Problem je, doduše, u tome što spomenuti materijal nije dovoljno otporan na Sunčevo zračenje, pa kompanija vrši svoja testiranja i na ugljikovim nanocjevčicama i aramidnim vlaknima (kevlaru).

Koji god materijal izabrali, kalkulacije troškova idu im u prilog – jedna analiza proračunala je da će se Mjesečev lift isplatiti nakon 53 putovanja, s obzirom na to da bi cijenu slijetanja na Mjesec smanjio za barem dvije trećine, dok bi misije vraćanja uzoraka na stanicu koštale skoro devet puta manje.

Izvor: tportal.hr