Buďme upřímní, uvedení rakety do vesmíru je docela neefektivní způsob, jak dělat věci. Nejenže jsou rakety drahé na stavbu, ale také potřebují tunu paliva, aby dosáhly únikové rychlosti. A zatímco se náklady na jednotlivé spouštění snižují díky konceptům, jako jsou opakovaně použitelné rakety a kosmické letouny, trvalějším řešením by mohlo být vybudování kosmického výtahu.
A zatímco takový projekt megainženýrství není právě nyní proveditelný, existuje mnoho vědců a společností po celém světě, které se věnují tomu, aby se vesmírný výtah stal skutečností v našich životech. Například tým japonských inženýrů z Fakulty strojní univerzity v Shizuoka nedávno vytvořil zmenšený model kosmického výtahu, který bude zítra (11. září) vypuštěn do vesmíru.
Koncept kosmického výtahu je poměrně jednoduchý. V zásadě vyžaduje výstavbu vesmírné stanice na geosynchronní oběžné dráze (GSO), která je připoutána k Zemi tahovou strukturou. Protiváha by byla připevněna k druhému konci stanice, aby udržovala postroj rovně, zatímco rotační rychlost Země zajišťuje, že zůstane na stejném místě. Astronauti a posádky by cestovali nahoru a dolů po autech, což by zcela odstranilo potřebu odpálení rakety.
Kvůli jejich měřítku model, inženýři z Shizuoka univerzity vytvořili dva velmi malé CubeSats, každý který měří 10 cm (3,9 palce) na straně. Jsou spojeny zhruba 10 metrů dlouhým ocelovým kabelem, kontejner, který se chová jako kosmický výtah, se pohybuje po kabelu pomocí motoru a kamery připojené ke každému satelitu sledují postup kontejneru.
Uvedení mikrosatelitů je naplánováno na Mezinárodní kosmickou stanici (ISS) 11. září, kde budou poté kvůli testování testovány. Spolu s dalšími satelity bude experiment provádět H-IIB Vozidlo č. 7, které bude vypuštěno z Tanegashima Space Center v prefektuře Kagoshima. Zatímco podobné experimenty, kde byly kabely rozšířeny ve vesmíru, byly provedeny již dříve, bude to první test, kdy se objekt pohybuje po kabelu mezi dvěma satelity.
Jako mluvčí univerzity Shizuoka byl citován v článku AFP: „Bude to první experiment na světě, který otestuje pohyb výtahu ve vesmíru.“
"Vesmírný výtah je teoreticky velmi věrohodný." Vesmírné cestování se může stát v budoucnu něčím populárním, “dodal inženýr univerzity Shizuoka Yoji Ishikawa.
Pokud se experiment ukáže jako úspěšný, pomůže položit základy skutečnému vesmírnému výtahu. Samozřejmě je však třeba vyřešit mnoho významných výzev, než bude možné postavit cokoli, co se přiblíží k vesmírnému výtahu. Především mezi nimi je materiál používaný k vytvoření postroje, který by musel být jak lehký (tak, aby se nerozpadl), a měl neuvěřitelnou pevnost v tahu, aby odolával napětí vyvolanému odstředivou silou působící na protizávaží výtahu.
Kromě toho by postroj musel také odolat gravitačním silám Země, Slunce a Měsíce, nemluvě o stresech vyvolaných atmosférickými podmínkami Země. Tyto výzvy byly považovány za nepřekonatelné během 20. století, kdy byl koncept popularizován takovými spisovateli, jako je Arthur C. Clarke. Avšak na přelomu století, díky vynálezu uhlíkových nanotrubic, vědci začali tuto myšlenku přehodnocovat.
Výroba nanotrubiček v rozsahu potřebném k dosažení stanice v GSO je však stále nad naše současné možnosti. Kromě toho Keith Henson - technolog, inženýr a spoluzakladatel Národní vesmírné společnosti (NSS) - tvrdí, že uhlíkové nanotrubice prostě nemají potřebnou sílu, aby vydržely různé druhy stresu. K tomu inženýři navrhli použití jiných materiálů, jako je diamantové nanovlákno, ale výroba tohoto materiálu v požadovaném měřítku je také nad naše současné možnosti.
Existují i jiné výzvy, které zahrnují, jak zabránit tomu, aby vesmírné trosky a meteority střetávaly s kosmickým výtahem, jak přenášet elektřinu ze Země do vesmíru a zajistit, aby postroj byl odolný vůči vysoce energetickým kosmickým paprskům. Ale pokud a kdy by mohl být postaven kosmický výtah, mělo by to obrovské výplaty, v neposlední řadě by to byla schopnost přepravovat posádky a náklad do vesmíru za mnohem méně peněz.
V roce 2000, před vývojem opakovaně použitelných raket, byly náklady na umístění užitečných nákladů na geostacionární orbitu pomocí konvenčních raket asi 25 000 USD za kilogram (11 000 USD za libru). Podle odhadů sestavených Spaceward Foundation je však možné, že užitečná zatížení by mohla být převedena na GSO za pouhých 220 $ za kg (100 $ za libru).
Kromě toho by výtah mohl být použit k rozmístění satelitů příští generace, jako jsou vesmírná solární pole. Na rozdíl od pozemních solárních polí, která podléhají cyklu den / noc a měnícím se povětrnostním podmínkám, by tato pole mohla shromažďovat energii 24 hodin denně, 7 dní v týdnu, 365 dní v roce. Tato energie by pak mohla být vyslána ze satelitů pomocí mikrovlnných zářičů k přijímacím stanicím na zemi.
Kosmické lodě mohou být také sestaveny na oběžné dráze, což je další opatření na snižování nákladů. V současné době musí být kosmická loď buď kompletně sestavena na Zemi a vypuštěna do vesmíru, nebo musí mít jednotlivé komponenty vypuštěny na oběžné dráze a poté smontovány do vesmíru. V každém případě jde o nákladný proces, který vyžaduje těžké nosné rakety a tuny paliva. Ale s kosmickým výtahem by mohly být komponenty zvednuty na orbitu za zlomek nákladů. Ještě lepší by mohly být autonomní továrny umístěny na oběžné dráze, které by byly schopny budovat potřebné komponenty i sestavovat kosmickou loď.
Není divu, proč více společností a organizací doufá, že najdou způsoby, jak překonat technické a inženýrské výzvy, které by tato struktura znamenala. Na jedné straně máte konsorcium International Space Elevator Consortium (ISEC), přidružené sdružení National Space Society, které bylo založeno v roce 2008 za účelem podpory vývoje, konstrukce a provozu kosmického výtahu.
Pak existuje společnost Obayashi Corporation, která spolupracuje s univerzitou Shizuoka na vytvoření kosmického výtahu do roku 2050. Podle jejich plánu by kabel výtahu byl složen z uhlíkového nanotrubičkového kabelu o délce 96 000 km (59 650 m), který by mohl nést 100 - horolezci. Bude také sestávat z plovoucího zemského přístavu o průměru 400 m (1312 ft) a protizávaží 12 500 tun (13 780 US tun).
Jak řekl profesor Yoshio Aoki z Nihon University College of Science and Technology (který dohlíží na projekt kosmického výtahu Obayashi Corp.): „[Prostorový výtah] je zásadní pro průmysl, vzdělávací instituce a vládu, aby se spojily ruce pro technologický rozvoj. . “
Je pravda, že náklady na vybudování kosmického výtahu by byly obrovské a pravděpodobně by vyžadovaly společné mezinárodní a vícegenerační úsilí. A přetrvávají významné výzvy, které budou vyžadovat významný technologický vývoj. Ale pro tyto jednorázové výdaje (plus náklady na údržbu) by lidstvo mělo v dohledné budoucnosti volný přístup do vesmíru a za výrazně snížené náklady.
A pokud se tento experiment ukáže jako úspěšný, poskytne základní data, která by mohla jednoho dne informovat o vytvoření kosmického výtahu.
