Ας είμαστε ειλικρινείς, η εκτόξευση πραγμάτων στο διάστημα με ρουκέτες είναι ένας αρκετά αναποτελεσματικός τρόπος για να κάνουμε πράγματα. Όχι μόνο οι πύραυλοι είναι δαπανηροί στην κατασκευή τους, χρειάζονται επίσης έναν τόνο καυσίμου για να επιτύχουν την ταχύτητα διαφυγής. Και ενώ το κόστος μεμονωμένων εκτοξεύσεων μειώνεται χάρη σε έννοιες όπως επαναχρησιμοποιήσιμα πυραύλους και διαστημικά αεροπλάνα, μια πιο μόνιμη λύση θα μπορούσε να είναι η κατασκευή ενός Space Elevator.
Και ενώ ένα τέτοιο έργο μηχανολογίας δεν είναι εφικτό αυτήν τη στιγμή, υπάρχουν πολλοί επιστήμονες και εταιρείες σε όλο τον κόσμο που είναι αφοσιωμένες στο να κάνουν έναν διαστημικό ανελκυστήρα πραγματικότητα μέσα στη ζωή μας. Για παράδειγμα, μια ομάδα Ιαπώνων μηχανικών από τη Σχολή Μηχανικών του Πανεπιστημίου Shizuoka δημιούργησε πρόσφατα ένα μοντέλο κλίμακας ενός διαστημικού ανελκυστήρα που θα ξεκινήσει στο διάστημα αύριο (στις 11 Σεπτεμβρίου).
Η ιδέα για ένα ασανσέρ διαστήματος είναι αρκετά απλή. Βασικά, απαιτεί την κατασκευή ενός διαστημικού σταθμού σε γεωσυγχρονική τροχιά (GSO) ο οποίος είναι δεμένος στη Γη με μια εφελκυστική δομή. Ένα αντίβαρο θα ήταν προσαρτημένο στο άλλο άκρο του σταθμού για να κρατήσει το πρόσδεμα ίσιο ενώ η περιστροφική ταχύτητα της Γης εξασφαλίζει ότι παραμένει πάνω στο ίδιο σημείο. Οι αστροναύτες και τα πληρώματα θα ταξίδευαν πάνω-κάτω στην πρόσδεση στα αυτοκίνητα, κάτι που θα εξάλειπε την ανάγκη για εκτόξευση πυραύλων εντελώς.
Για χάρη του μοντέλου κλίμακας, οι μηχανικοί από το Πανεπιστήμιο Shizuoka δημιούργησαν δύο εξαιρετικά μικρά CubeSats, καθένα από τα οποία έχει πλάτος 10 cm (3,9 ίντσες). Αυτά συνδέονται με χαλύβδινο καλώδιο μήκους περίπου 10 μέτρων, ένα δοχείο που ενεργεί σαν ένας διαστημικός ανελκυστήρας να κινείται κατά μήκος του καλωδίου χρησιμοποιώντας έναν κινητήρα και οι κάμερες που είναι τοποθετημένες σε κάθε δορυφόρο παρακολουθούν την πρόοδο του δοχείου.
Οι μικρο δορυφόροι έχουν προγραμματιστεί να εκτοξευτούν στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS) στις 11 Σεπτεμβρίου, όπου στη συνέχεια θα αναπτυχθούν στο διάστημα για χάρη των δοκιμών. Μαζί με άλλους δορυφόρους, το πείραμα θα πραγματοποιηθεί από το H-IIB Vehicle No. 7, το οποίο θα ξεκινήσει από το Διαστημικό Κέντρο Tanegashima στο Νομό Kagoshima. Ενώ παρόμοια πειράματα όπου τα καλώδια επεκτάθηκαν στο διάστημα έχουν διεξαχθεί στο παρελθόν, αυτό θα είναι η πρώτη δοκιμή όπου ένα αντικείμενο μετακινείται κατά μήκος ενός καλωδίου μεταξύ δύο δορυφόρων.
Όπως δήλωσε ο εκπρόσωπος του Πανεπιστημίου Shizuoka σε άρθρο του AFP: «Θα είναι το πρώτο πείραμα στον κόσμο που θα δοκιμάσει την κίνηση του ανελκυστήρα στο διάστημα».
«Θεωρητικά, ένας διαστημικός ανελκυστήρας είναι πολύ εύλογος. Το διαστημικό ταξίδι μπορεί να γίνει κάτι δημοφιλές στο μέλλον », πρόσθεσε ο μηχανικός του Πανεπιστημίου Shizuoka, Yoji Ishikawa.
Εάν το πείραμα αποδειχθεί επιτυχές, θα βοηθήσει να τεθούν τα θεμέλια για έναν πραγματικό διαστημικό ανελκυστήρα. Φυσικά, πολλές σημαντικές προκλήσεις πρέπει ακόμη να επιλυθούν προτού μπορέσει να κατασκευαστεί οτιδήποτε πλησιάζει έναν διαστημικό ανελκυστήρα. Πρώτα απ 'αυτά είναι το υλικό που χρησιμοποιείται για την κατασκευή της πρόσδεσης, το οποίο θα πρέπει να είναι τόσο ελαφρύ (ώστε να μην καταρρέει) και να έχει απίστευτη αντοχή σε εφελκυσμό για να αντισταθεί στην ένταση που προκαλείται από τη φυγοκεντρική δύναμη που δρα στο αντίβαρο του ανελκυστήρα.
Επιπλέον, ο δέκτης θα πρέπει επίσης να αντέξει τις βαρυτικές δυνάμεις της Γης, του Ήλιου και της Σελήνης, για να μην αναφέρουμε τις πιέσεις που προκαλούνται από τις ατμοσφαιρικές συνθήκες της Γης. Αυτές οι προκλήσεις θεωρήθηκαν ανυπέρβλητες κατά τον 20ο αιώνα, όταν η ιδέα διαδόθηκε από συγγραφείς όπως ο Arthur C. Clarke. Ωστόσο, μέχρι το τέλος του αιώνα, χάρη στην εφεύρεση νανοσωλήνων άνθρακα, οι επιστήμονες άρχισαν να επανεξετάζουν την ιδέα.
Ωστόσο, η κατασκευή νανοσωλήνων στην κλίμακα που απαιτείται για την επίτευξη ενός σταθμού στο GSO εξακολουθεί να υπερβαίνει τις τρέχουσες δυνατότητές μας. Επιπλέον, ο Keith Henson - ένας τεχνολόγος, μηχανικός και ο συνιδρυτής της Εθνικής Διαστημικής Εταιρείας (NSS) - υποστηρίζει ότι οι νανοσωλήνες άνθρακα απλά δεν έχουν την απαραίτητη δύναμη για να αντέξουν τα είδη των στρες που εμπλέκονται. Για το σκοπό αυτό, οι μηχανικοί έχουν προτείνει τη χρήση άλλων υλικών, όπως το νανοφίλμ διαμαντιών, αλλά η παραγωγή αυτού του υλικού στην απαιτούμενη κλίμακα είναι επίσης πέρα από τις τρέχουσες δυνατότητές μας.
Υπάρχουν και άλλες προκλήσεις, όπως το πώς να αποφύγετε τα διαστημικά συντρίμμια και τους μετεωρίτες να συγκρούονται με το διαστημικό ανελκυστήρα, πώς να μεταδίδουν ηλεκτρική ενέργεια από τη Γη στο διάστημα και να διασφαλίζουν ότι η πρόσδεση είναι ανθεκτική στις κοσμικές ακτίνες υψηλής ενέργειας. Αλλά αν και όταν μπορούσε να κατασκευαστεί ένας διαστημικός ανελκυστήρας, θα είχε τεράστιες απολαβές, τουλάχιστον από τις οποίες θα ήταν η ικανότητα μεταφοράς πληρώματος και φορτίου στο διάστημα με πολύ λιγότερα χρήματα.
Το 2000, πριν από την ανάπτυξη επαναχρησιμοποιήσιμων πυραύλων, το κόστος τοποθέτησης ωφέλιμων φορτίων σε γεωστατική τροχιά χρησιμοποιώντας συμβατικούς πυραύλους ήταν περίπου 25.000 δολάρια ΗΠΑ ανά χιλιόγραμμο (11.000 δολάρια ανά λίβρα). Ωστόσο, σύμφωνα με εκτιμήσεις που καταρτίστηκαν από το Spaceward Foundation, είναι πιθανό ότι τα ωφέλιμα φορτία θα μπορούσαν να μεταφερθούν στην GSO με μόλις 220 $ ανά κιλό (100 $ ανά λίβρα).
Επιπλέον, ο ανελκυστήρας θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη δορυφόρων επόμενης γενιάς, όπως οι διαστημικοί ηλιακοί πίνακες. Σε αντίθεση με τις επίγειες ηλιακές συστοιχίες, οι οποίες υπόκεινται στον κύκλο ημέρας / νύχτας και στις μεταβαλλόμενες καιρικές συνθήκες, αυτές οι συστοιχίες θα μπορούν να συλλέγουν ισχύ 24 ώρες την ημέρα, 7 ημέρες την εβδομάδα, 365 ημέρες το χρόνο. Αυτή η ισχύς θα μπορούσε τότε να ακτινοβοληθεί από τους δορυφόρους χρησιμοποιώντας πομπούς μικροκυμάτων σε σταθμούς δέκτη στο έδαφος.
Τα διαστημόπλοια θα μπορούσαν επίσης να συναρμολογηθούν σε τροχιά, ένα άλλο μέτρο μείωσης του κόστους. Επί του παρόντος, τα διαστημικά σκάφη πρέπει είτε να συναρμολογούνται πλήρως εδώ στη Γη και να εκτοξεύονται στο διάστημα, είτε να εκτοξεύονται μεμονωμένα εξαρτήματα σε τροχιά και στη συνέχεια να συναρμολογούνται στο διάστημα. Είτε έτσι είτε αλλιώς, είναι μια ακριβή διαδικασία που απαιτεί βαριά εκτοξευτές και τόνους καυσίμου. Αλλά με ένα ασανσέρ διαστήματος, τα εξαρτήματα θα μπορούσαν να ανυψωθούν σε τροχιά για ένα κλάσμα του κόστους. Ακόμα καλύτερα, τα αυτόνομα εργοστάσια θα μπορούσαν να τοποθετηθούν σε τροχιά που θα ήταν ικανά τόσο για την κατασκευή των απαραίτητων εξαρτημάτων όσο και για τη συναρμολόγηση διαστημικού σκάφους.
Δεν υπάρχει αμφιβολία γιατί πολλές εταιρείες και οργανισμοί ελπίζουν να βρουν τρόπους να ξεπεράσουν τις τεχνικές και μηχανικές προκλήσεις που θα συνεπαγόταν μια τέτοια δομή. Από τη μία πλευρά, έχετε την International Space Elevator Consortium (ISEC), μια θυγατρική της Εθνικής Διαστημικής Εταιρείας που ιδρύθηκε το 2008 για να προωθήσει την ανάπτυξη, κατασκευή και λειτουργία ενός διαστημικού ανελκυστήρα.
Στη συνέχεια, υπάρχει η Obayashi Corporation, η οποία συνεργάζεται με το Πανεπιστήμιο Shizuoka για τη δημιουργία διαστημικού ανελκυστήρα έως το έτος 2050. Σύμφωνα με το σχέδιό τους, το καλώδιο του ανελκυστήρα θα αποτελείται από ένα καλώδιο νανοσωλήνα άνθρακα 96.000 km (59.650 mi) ικανό να μεταφέρει 100 - ορειβάτες. Θα αποτελείται επίσης από πλωτή γήινη θύρα διαμέτρου 400 m (1312 ft) και αντίβαρο 12.500 τόνων (13.780 US ton).
Όπως είπε ο καθηγητής Yoshio Aoki από το Πανεπιστήμιο Επιστημών και Τεχνολογίας του Πανεπιστημίου Nihon (ο οποίος επιβλέπει το έργο διαστημικών ανελκυστήρων της Obayashi Corp.): «[Ένας διαστημικός ανελκυστήρας] είναι απαραίτητος για τις βιομηχανίες, τα εκπαιδευτικά ιδρύματα και την κυβέρνηση να συνεργαστούν μαζί για την τεχνολογική ανάπτυξη "
Βεβαίως, το κόστος κατασκευής ενός διαστημικού ανελκυστήρα θα ήταν τεράστιο και πιθανότατα θα απαιτούσε μια συντονισμένη διεθνή και πολυεθνική προσπάθεια. Και παραμένουν σημαντικές προκλήσεις που θα απαιτήσουν σημαντικές τεχνολογικές εξελίξεις. Αλλά για αυτήν την εφάπαξ δαπάνη (συν το κόστος συντήρησης), η ανθρωπότητα θα είχε απεριόριστη πρόσβαση στο διάστημα για το προβλέψιμο μέλλον και με σημαντικά μειωμένο κόστος.
Και αν αυτό το πείραμα αποδειχθεί επιτυχές, θα παρέχει βασικά δεδομένα που θα μπορούσαν κάποια μέρα να ενημερώσουν τη δημιουργία ενός διαστημικού ανελκυστήρα.
