Olgem ausad, asjade raketi abil kosmosesse laskmine on asjade tegemiseks üsna ebaefektiivne viis. Rakettide ehitamine pole mitte ainult kallis, vaid ka põgenemiskiiruse saavutamiseks on vaja tonni kütust. Ja kuigi üksikute kaatrite kulusid vähendatakse tänu sellistele kontseptsioonidele nagu korduvkasutatavad raketid ja kosmoselennukid, võiks püsivamaks lahenduseks olla kosmoseelemendi ehitamine.
Ja kuigi selline megatehnika projekt pole praegu lihtsalt teostatav, on kogu maailmas palju teadlasi ja ettevõtteid, kes on pühendunud kosmoseelemendi reaalsuseks muutmisele meie elu jooksul. Näiteks lõi hiljuti Shizuoka ülikooli ehitusteaduskonna Jaapani inseneride meeskond kosmoselifti mõõtkava, mille nad homme (11. septembril) kosmosesse lasevad.
Kosmoslifti kontseptsioon on üsna lihtne. Põhimõtteliselt nõuab see kosmosejaama ehitamist geosünkroonsel orbiidil (GSO), mis on Maa külge tõmbekonstruktsiooniga ühendatud. Jaama teise otsa kinnitatakse vastukaal, et hoida lõasta sirgena, samal ajal kui Maa pöörlemiskiirus tagab selle püsimise sama punkti kohal. Astronaudid ja meeskonnad sõidaksid autodega lõastast üles ja alla, mis välistaks vajaduse raketiheitmete järele.
Shizuoka ülikooli insenerid lõid oma mõõtkavas mudeli jaoks kaks üliväikest CubeSat, millest igaühe külg on 10 cm (3,9 tolli). Neid ühendab umbes 10 meetrit pikk (32,8 jalga) teraskaabel, konteiner, mis toimib nagu kosmosetõstuk, liigub mootori abil mööda kaablit, ja iga satelliidi külge kinnitatud kaamerad jälgivad konteineri käiku.
Mikrosatelliidid kavatsetakse viia rahvusvahelisse kosmosejaama (ISS) 11. septembril, kus nad seejärel katsetamiseks kosmosesse saadetakse. Koos teiste satelliitidega viib katset H-IIB sõiduk nr 7, mis stardib Tanegashima kosmosekeskusest Kagoshima prefektuuris. Kui varem on läbi viidud sarnaseid katseid, kus kaablid olid kosmoses pikendunud, on see esimene katse, kus objekti liigutatakse mööda kaablit kahe satelliidi vahel.
Shizuoka ülikooli pressiesindajana tsiteeriti AFP artiklis: "See on maailma esimene katse, kuidas testida lifti liikumist kosmoses."
„Teoreetiliselt on kosmoseelement väga usutav. Kosmosereisid võivad tulevikus muutuda populaarseks, ”lisas Shizuoka ülikooli insener Yoji Ishikawa.
Kui katse osutub edukaks, aitab see luua aluse tegelikule kosmosetõstukile. Kuid muidugi tuleb veel lahendada paljud olulised väljakutsed, enne kui saab ehitada midagi, mis kosmosetõstukile läheneb. Nende hulgas on peamiselt lõa ehitamiseks kasutatav materjal, mis peaks olema nii kerge (et mitte kokku variseda) kui ka uskumatu tõmbetugevusega, et vastu pidada lifti vastukaalule mõjuva tsentrifugaaljõu tekitatud pingetega.
Lisaks sellele peaks tross vastu pidama ka Maa, Päikese ja Kuu gravitatsioonilistele jõududele, rääkimata pingetest, mis on põhjustatud Maa atmosfääritingimustest. Neid väljakutseid peeti ületamatuks 20. sajandil, mil kontseptsiooni populariseerisid sellised kirjanikud nagu Arthur C. Clarke. Tänu süsiniknanotorude leiutamisele hakkasid teadlased sajandivahetuseks seda ideed siiski ümber mõtlema.
Nanotorude tootmine GSO jaama jõudmiseks vajalikus mahus ületab siiski endiselt meie praeguseid võimalusi. Lisaks väidab Keith Henson - tehnik, insener ja Rahvusliku Kosmoseseltsi (NSS) kaasasutaja -, et süsiniknanotorutel pole lihtsalt vajalikku tuge, et taluda erinevaid pingeid. Insenerid on teinud ettepaneku kasutada muid materjale, näiteks teemanttangid, kuid selle materjali tootmine vajalikus mahus ületab ka meie praegused võimalused.
Samuti on ka muid väljakutseid, sealhulgas kuidas vältida kosmoseprahi ja meteoriitide kokkupõrget kosmoseelevaatoriga, kuidas elektrit Maalt kosmosesse edastada ja kuidas tagada lõasta vastupidavus kõrge energiaga kosmilistele kiirtele. Kuid kui ja millal saaks kosmose lifti ehitada, tooks see kaasa tohutuid väljamakseid, mis pole vähimgi võimalus meeskondade ja lasti vedamiseks kosmosesse palju väiksema raha eest.
Aastal 2000, enne korduvkasutatavate rakettide väljatöötamist, oli tavapäraste rakettide abil kandevõime geostatsionaarsele orbiidile paigutamise hind umbes 25 000 USD kilogrammi kohta (11 000 USD naela kohta). Kuid Spacewardi fondi poolt koostatud hinnangute kohaselt on kasulik koormus GSO-le üle kantav vaid 220 USD / kg (100 USD naela).
Lisaks võiks lifti kasutada järgmise põlvkonna satelliitide, näiteks kosmosepõhiste päikesesüsteemide paigutamiseks. Erinevalt maapealsetest päikesemassiividest, mis on päeva- ja öötsükli ning muutuvate ilmastikuolude all, suudaksid need maatriksid koguda energiat 24 tundi päevas, 7 päeva nädalas, 365 päeva aastas. Seda võimsust saaks seejärel satelliitidelt kiirgada mikrolainetega kiirguri abil maapealse vastuvõtjateni.
Kosmoselaevu võiks kokku panna ka orbiidile - see on veel üks kulude kokkuhoiu meede. Praegu peavad kosmoseaparaadid olema siin Maa peal täielikult kokku pandud ja kosmosesse lastud või laskma üksikud komponendid orbiidile viia ja seejärel kosmosesse kokku panna. Mõlemal juhul on see kallis protsess, mis nõuab suuri kanderakette ja tonni kütust. Kuid kosmose liftiga saaks komponendid osa murdosa orbiidile tõsta. Veelgi parem, orbiidile võiks paigutada autonoomsed tehased, mis suudaksid nii vajalikke komponente ehitada kui ka kosmoselaevu kokku panna.
Pole siis ime, miks paljud ettevõtted ja organisatsioonid loodavad leida viise tehniliste ja tehniliste väljakutsete ületamiseks, mis sellise struktuuriga kaasneksid. Ühelt poolt on teil rahvusvaheline kosmoseelementide konsortsium (ISEC), mis on Rahvusliku Kosmoseühingu sidusettevõte, mis loodi 2008. aastal kosmosetõstuki arendamise, ehitamise ja käitamise edendamiseks.
Siis on veel Obayashi Corporation, kes teeb koostööd Shizuoka ülikooliga, et luua kosmosetõstuk aastaks 2050. Nende kava kohaselt koosneks lifti kaabel 96 000 km (59 650 mi) süsiniknanotoru kaablist, mis on võimeline kandma 100 -toni ronijad. See koosneb ka 400 m (1312 jalga) läbimõõduga ujuvast Maa-sadamast ja 12 500 tonni (13 780 USA tonni) vastukaalust.
Nagu ütles Nihoni ülikooli teadus- ja tehnikakõrgkooli professor Yoshio Aoki (kes juhib Obayashi Corp. kosmoseelemendi projekti): “[Kosmoselift] on tööstuste, haridusasutuste ja valitsuse jaoks tehnoloogia arendamiseks hädavajalik. . ”
Kosmoseelemendi ehitamise kulud oleksid tohutud ja nõuaksid tõenäoliselt kooskõlastatud rahvusvahelisi ja mitme põlvkonna pingutusi. Ja endiselt on olulisi väljakutseid, mis nõuavad olulist tehnoloogia arengut. Kuid selle ühekordse kulutuse (pluss ülalpidamiskulud) korral oleks inimkonnal lähitulevikus vaba ruumi juurdepääs märkimisväärselt vähendatud kuludega.
Ja kui see katse osutub edukaks, pakub see olulisi andmeid, mis võiksid kunagi kosmoselifti loomist teavitada.
