Arthur C. Clarke'i 1960. aastatel peetud kõne, milles selgitati geostatsionaarseid satelliite, andis Pearsonile inspiratsiooni kogu kosmoseelementide kontseptsioonist, kui ta töötas Apollo Kuu maandumiste ajal Californias NASA Amesi uurimiskeskuses.
"Clarke ütles, et geostatsionaarsel orbiidil olevate sidesatelliitide mõistmiseks oli hea kujutleda neid kõrge torni tipus, mis paikneks Maa kohal 35 786 km (22 236 miili) kohal," meenutab Pearson, "arvasin, et miks mitte ehitada tegelik torn? ”
Ta mõistis, et teoreetiliselt on võimalik parrastada vastukaal, nagu väike asteroid, geostatsionaarsele orbiidile ning seejärel kaabel alla sirutada ja Maa ekvaatori külge kinnitada. Teoreetiliselt võiksid liftivagunid sõita mööda pikka kaablit üles ja viia lasti Maa gravitatsioonist kenasti välja ja kosmosesse murdosa hinnast, mida pakuvad keemilised raketid.
… teoorias. Probleemiks siis ja praegu on see, et materjali, mis on vajalik isegi kaabli raskuse kandmiseks Maa gravitatsioonis, pole olemas. Ainult viimastel aastatel, kui tekkisid süsiniknanotorud - mille tõmbetugevus on palliplatsil -, on inimesed lõpuks naermisetapist kaugemale liikunud ja asunud seda tõsiselt uurima. Ja kuigi süsiniknanotorusid on laboris toodetud väikestes kogustes, on insenerid ikka veel aastaid eemal, et neid kokku tõmmata pikaks kaabliks, mis tagaks vajaliku tugevuse.
Pearson teadis, et tehnilised väljakutsed on hirmuäratavad, mistõttu ta mõtles: "Miks mitte ehitada Kuule lift?"
Kuul on gravitatsioonijõud kuuendik sellest, mida me siin Maa peal tunneme, ja kosmose lifti kaabel on meie praeguses tootmistehnoloogias hästi sees. Venitage kaabel Kuu pinnast ülespoole ja teil oleks odav meetod mineraalide ja varude Maa orbiidile toimetamiseks.
Kuu kosmosetõstuk töötaks teisiti kui Maa peal töötav. Erinevalt meie enda planeedist, mis pöörleb iga 24 tunni järel, pöördub Kuu teljel ainult üks kord iga 29 päeva järel; sama palju aega kulub ühe Maa orbiidi täitmiseks. Seetõttu näeme kunagi ainult Kuu ühte külge. Geostatsionaarse orbiidi kontseptsioonil pole Kuu ümber tegelikult mõtet.
Maa-Kuu süsteemis on aga viis kohta, kuhu saaksite panna väikese massiga objekti - näiteks satelliidi… või kosmoseelemendi vastukaalu - ja lasta neil püsida stabiilsena väga vähese energiaga: Maa-Kuu Lagrange'i punktid. L1-punkt, umbes 58 000 km kõrgusel Kuu pinnast, töötab suurepäraselt.
Kujutad, et hõljud kosmoses Maa ja Kuu vahelises punktis, kus mõlemast lähtuv gravitatsioonijõud on ideaalselt tasakaalus. Vaadake vasakule ja Kuu on umbes 58 000 km (37 000 miili) kaugusel; vaadake paremale ja Maa on sellest vahemaast enam kui 5 korda suurem. Ilma igasuguste tõukejõudeta libisete lõpuks sellest ideaalsest tasakaalupunktist välja ja hakkate siis kiirendama kas Maa või Kuu poole. L1 on tasakaalus, kuid ebastabiilne.
Pearson teeb ettepaneku, et NASA laseks kosmoselaeva, mis kannab tohutut kaablipooli L1-punkti. See asus aeglaselt L1 punktist eemale, kui ta kaabli Kuu pinnale keris. Kui kaabel oleks kuu pinna külge kinnitatud, pakuks see pinget ja kogu kaabel ripuks ideaalses tasakaalus nagu maapind suunatud pendel. Ja nagu pendel, hoiaks lift end alati ideaalselt L1-punkti suunas, kui Maa gravitatsioon sellest eemale tõmbus. Missioon võib hõlmata isegi väikest päikeseenergial töötavat mägironijat, mis võib ronida kuu pinnalt kaabli tippu ja viia kuukivimite proovid kõrgele Maa orbiidile. Edasised missioonid võiksid pakkuda terveid ronimismeeskondi ja muuta see idee masstootmisoperatsiooniks.
Lifti Maa asemel Kuuga ühendamise eeliseks on asjaolu, et kaasatud jõud on palju väiksemad - Kuu gravitatsioon on kuuendik Maa omast. Äärmiselt tõmbetugevusega eksootiliste nanotorude asemel võiks kaabli ehitamiseks kasutada ülitugevaid müügilolevaid materjale, nagu Kevlar või Spectra. Tegelikult on Pearson kaubandusliku kiu nimega M5 nullinud, mis tema hinnangul kaaluks täiskaabli korral vaid 6800 kg, mis toetaks aluses 200 kg tõstejõudu. See vastab hästi Boeingi, Lockheed Martini ja Arianespace'i tarnitud võimsaimate rakettide võimalustele. Üks start on lifti Kuule panemine. Ja kui lift on paigaldatud, võite hakata seda tugevdama lisamaterjalidega, nagu klaas ja boor, mida võiks Kuul toota
Mida sa teeksid Kuuga ühendatud kosmose liftiga? "Päris palju," ütleb Pearson, "on Kuul igasuguseid ressursse, mida oleks palju lihtsam sinna koguda ja orbiidile tuua, mitte neid Maa pealt käivitada. Kuu regoliiti (kuu mustust) võiks kasutada kosmosejaamade varjestuseks; metalle ja muid mineraale võiks pinnalt kaevandada ja kasutada kosmoses ehitamiseks; ja kui Kuu lõunapoolusel avastatakse jää, võiksite kosmoselaevadele varustada vett, hapnikku ja isegi kütust. ”
Kui vesijää tõuseb Kuu lõunapoolusel üles, võiksite sinna juhtida teise kaabli ja ühendada see lõpus esimese kaabliga. See võimaldaks Kuu lõunapoolsel pinnal viia materjali kõrge Maa orbiidile, ilma et oleks vaja liikuda mööda maad esimese lifti aluseni.
See oleks suurepärane kivide jaoks, kuid mitte inimestele. Isegi kui mägironija liiguks kaablist sadu kilomeetreid tunnis ülespoole, reisiksid astronaudid nädalaid ja puutuksid kokku kosmosekiirguse kiirgusega. Kui aga räägite kaubast, võidab võistluse aeglane ja püsiv.
Pearson avaldas oma idee kuu-elevaatori kohta esmakordselt juba 1979. aastal ja ta on sellest ajast alates kõvasti pilti heitnud. Sel aastal aga NASA ei naera, nad kuulavad. Pearsoni ettevõte Star Technology and Research pälvis hiljuti NASA täiustatud kontseptsioonide instituudi (NIAC) 75 000 dollari suuruse toetuse kuuekuuliseks uuringuks, et seda ideed põhjalikumalt uurida. Kui idee osutub paljulubavaks, võiks Pearson saada suurema toetuse, et hakata ületama mõnda inseneriteadusega seotud väljakutset ning otsida partnereid NASA-st ja väljastpoolt, kes aitaksid selle arendamisel.
NIAC otsib ideid, mis jäävad kaugemale NASA tavapärasest tehnoloogia mugavustsoonist - näiteks ... Kuul asuv lift - ja aitab neid arendada nii kaugele, et paljud riskid ja tundmatud on lahendatud.
Pearson loodab, et see toetus aitab tal NASA-le juhtumit edastada, et Kuu-lift oleks hindamatu panus uude Kuu-Marsi kosmoseuuringute visiooni, toetades tulevasi Kuu-aluseid ja kosmosetööstusi. Ja see annaks inseneridele võimaluse mõista liftide kosmosesse ehitamise raskusi, võtmata vastu tohutut väljakutset selle ehitamiseks kõigepealt Maa peale.
Kirjutas Fraser Cain
