Úprimne povedané, uvedenie vecí do vesmíru pomocou rakiet je dosť neefektívny spôsob, ako veci robiť. Stavba rakiet je nielen drahá, ale na dosiahnutie únikovej rýchlosti potrebujú aj tonu paliva. A zatiaľ čo náklady na jednotlivé vypúšťania sú znížené vďaka konceptom, ako sú opakovane použiteľné rakety a vesmírne lietadlá, trvalejším riešením by mohlo byť vybudovanie vesmírneho výťahu.
Aj keď takýto projekt megainžinierstva momentálne nie je realizovateľný, existuje veľa vedcov a spoločností na celom svete, ktoré sa venujú tomu, aby sa vesmírny výťah v našich životoch stal skutočnosťou. Napríklad tím japonských inžinierov z Strojníckej fakulty Univerzity Shizuoka nedávno vytvoril zmenšený model kozmického výťahu, ktorý zajtra (11. septembra) vypustia do vesmíru.
Koncept vesmírneho výťahu je pomerne jednoduchý. V zásade si vyžaduje výstavbu vesmírnej stanice na geosynchrónnej obežnej dráhe (GSO), ktorá je k Zemi priviazaná ťahovou štruktúrou. Protizávažie by sa pripojilo k druhému koncu stanice, aby sa udržal priviazaný postroj rovno, zatiaľ čo zemská rotačná rýchlosť zaisťuje, že zostane na rovnakom mieste. Astronauti a posádky by cestovali hore a dole po povrazu v autách, čo by úplne odstránilo potrebu vypustenia rakiet.
Kvôli svojmu zmenšenému modelu inžinieri z univerzity Shizuoka vytvorili dva veľmi malé CubeSats, z ktorých každý meria na bok 10 cm (3,9 palca). Tieto sú spojené zhruba 10 metrov dlhým oceľovým káblom, kontajner, ktorý sa chová ako vesmírny výťah, sa pohybuje po kábli pomocou motora a kamery namontované na každom satelite monitorujú priebeh kontajnera.
Uvedenie mikrosatelitov je naplánované na Medzinárodnú vesmírnu stanicu (ISS) 11. septembra, kde sa kvôli testovaniu umiestnia do vesmíru. Spolu s ostatnými satelitmi bude experiment vykonávať aj vozidlo H-IIB č. 7, ktoré sa začne z kozmického centra Tanegashima v prefektúre Kagoshima. Zatiaľ čo podobné experimenty, v ktorých boli káble rozšírené vo vesmíre, už boli vykonané, bude to prvý test, keď sa objekt pohybuje po kábli medzi dvoma satelitmi.
Ako hovorca univerzity Shizuoka citoval vo svojom článku AFP: „Bude to prvý experiment na svete, ktorý testuje pohyb výťahu vo vesmíre.“
„Vesmírny výťah je teoreticky veľmi pravdepodobný. Vesmírne cestovanie sa môže v budúcnosti stať populárnym, “dodal inžinier univerzity Shizuoka Yoji Ishikawa.
Ak sa experiment ukáže ako úspešný, pomôže položiť základy skutočnému vesmírnemu výťahu. Predtým, ako sa dá postaviť čokoľvek, čo sa blíži ku kozmickému výťahu, je však potrebné vyriešiť mnoho významných výziev. Najdôležitejším z nich je materiál používaný na vytvorenie popruhu, ktorý by musel byť ľahký (aby sa nerozpadol) a mal by mať neuveriteľnú pevnosť v ťahu, aby odolal napätiu vyvolanému odstredivou silou pôsobiacou na protiváhu výťahu.
Okrem toho by popruh musel tiež odolať gravitačným silám Zeme, Slnka a Mesiaca, nehovoriac o stresoch spôsobených atmosférickými podmienkami Zeme. Tieto výzvy boli považované za neprekonateľné počas 20. storočia, keď tento koncept popularizovali takí autori ako Arthur C. Clarke. Avšak na prelome storočia, vďaka vynálezu uhlíkových nanorúrok, vedci začali túto myšlienku prehodnocovať.
Výroba nanorúrok v rozsahu potrebnom na dosiahnutie stanice v GSO však stále prekračuje súčasné možnosti. Okrem toho Keith Henson - technológ, inžinier a spoluzakladateľ Národnej vesmírnej spoločnosti (NSS) - tvrdí, že uhlíkové nanorúrky jednoducho nemajú potrebnú silu na to, aby vydržali rôzne druhy stresu. Na tento účel inžinieri navrhli použitie iných materiálov, napríklad diamantových nanovlákien, ale výroba tohto materiálu v požadovanom rozsahu presahuje naše súčasné možnosti.
Existujú aj ďalšie výzvy, ktoré zahŕňajú, ako zabrániť tomu, aby sa vesmírne trosky a meteority zrážali s kozmickým výťahom, ako prenášať elektrinu zo Zeme do vesmíru, a zabezpečiť, aby priviazanie bolo odolné voči vysokoenergetickému kozmickému žiareniu. Keby sa však mohol postaviť vesmírny výťah, malo by to obrovské výhody, v neposlednom rade by to bola schopnosť prepravovať posádky a náklad do vesmíru za oveľa menej peňazí.
V roku 2000, pred vývojom opakovane použiteľných rakiet, náklady na umiestnenie užitočného zaťaženia na geostacionárnu obežnú dráhu pomocou konvenčných rakiet predstavovali približne 25 000 USD za kilogram (11 000 USD za libru). Podľa odhadov zostavených nadáciou Spaceward Foundation je však možné, že užitočné zaťaženie by sa mohlo previesť na GSO iba za 220 dolárov za kilogram (100 dolárov za libru).
Okrem toho by sa výťah mohol použiť na rozmiestnenie satelitov budúcej generácie, ako sú napríklad vesmírne solárne polia. Na rozdiel od pozemných solárnych polí, ktoré podliehajú dennému / nočnému cyklu a meniacim sa poveternostným podmienkam, by tieto polia boli schopné zhromažďovať energiu 24 hodín denne, 7 dní v týždni, 365 dní v roku. Táto energia by sa potom mohla vysielať zo satelitov pomocou mikrovlnných žiaričov do prijímacích staníc na zemi.
Kosmické lode by sa mohli zhromaždiť aj na obežnej dráhe, čo je ďalšie opatrenie na zníženie nákladov. V súčasnosti musí byť vesmírna loď buď kompletne zmontovaná tu na Zemi a vypustená do vesmíru, alebo musí mať jednotlivé komponenty vypustené na obežnú dráhu a potom zmontované vo vesmíre. Či tak alebo onak, je to drahý proces, ktorý vyžaduje ťažké odpaľovacie zariadenia a tony paliva. Ale s kozmickým výťahom by sa komponenty mohli zdvihnúť na obežnú dráhu za zlomok ceny. Ešte lepšie by bolo, keby sa na obežnú dráhu mohli umiestniť autonómne továrne, ktoré by boli schopné budovať potrebné komponenty a zostavovať kozmickú loď.
Preto nie je divu, prečo viaceré spoločnosti a organizácie dúfajú, že nájdu spôsoby, ako prekonať technické a technické výzvy, ktoré by takáto štruktúra znamenala. Na jednej strane máte konzorcium International Space Elevator Consortium (ISEC), pridružené združenie National Space Society, ktoré bolo založené v roku 2008 s cieľom podporovať vývoj, výstavbu a prevádzku kozmického výťahu.
Potom existuje spoločnosť Obayashi Corporation, ktorá spolupracuje s univerzitou Shizuoka na vytvorení kozmického výťahu do roku 2050. Podľa ich plánu by sa kábel výťahu skladal z uhlíkového nanotrubičového kábla s 96 000 km (59 650 mi), ktorý je schopný uniesť 100 - horolezci. Bude tiež pozostávať z plávajúceho pozemského prístavu s priemerom 400 metrov (1312 ft) a protizávažia s hmotnosťou 12 500 ton (13 780 amerických ton).
Ako povedal profesor Yoshio Aoki z Nihon University College of Science and Technology (ktorý dohliada na projekt spoločnosti Obayashi Corp. v oblasti kozmického výťahu), povedal: „[Vesmírny výťah] je nevyhnutný na to, aby sa priemysel, vzdelávacie inštitúcie a vláda spojili za technologický rozvoj. . "
Je pravda, že náklady na výstavbu vesmírneho výťahu by boli obrovské a pravdepodobne by si vyžadovali spoločné medzinárodné a viacgeneračné úsilie. Zostávajú významné výzvy, ktoré si budú vyžadovať významný technologický rozvoj. Pre tieto jednorazové výdavky (plus náklady na údržbu) by však ľudstvo malo v dohľadnej budúcnosti neobmedzený prístup do vesmíru a za výrazne znížené náklady.
A ak sa tento experiment ukáže ako úspešný, poskytne základné údaje, ktoré by jedného dňa mohli informovať o vytvorení vesmírneho výťahu.
