Artūra C. Klarkes 60. gados uzstātā runā, kurā izskaidroti ģeostacionārie pavadoņi, Pīrsons deva iedvesmu visai kosmosa liftu koncepcijai, kamēr viņš strādāja NASA Ames pētniecības centrā Kalifornijā Apollo Mēness nolaišanās dienu laikā.
"Klārks sacīja, ka labs veids, kā izprast sakaru satelītus ģeostacionārā orbītā, ir iedomāties tos augsta torņa augšpusē, kas atrodas 35 786 km (22 236 jūdzes) virs Zemes," atgādina Pīrsons, "es sapratu, kāpēc gan neveidot reālu tornis?"
Viņš saprata, ka teorētiski ir iespējams novietot pretsvaru, piemēram, mazu asteroīdu, ģeostacionārā orbītā un pēc tam pagarināt kabeli un piestiprināt to pie Zemes ekvatora. Teorētiski lifti varētu ceļot augšup pa garo kabeli un nodot kravas no Zemes gravitācijas lauka un kosmosā par nelielu daļu no cenas, ko piegādā ķīmiskās raķetes.
… teorētiski. Tagad un tagad problēma ir tāda, ka nepastāv materiāli, kas nepieciešami, lai atbalstītu tikai kabeļa svaru Zemes gravitācijas stāvoklī. Tikai dažos pēdējos gados, parādoties oglekļa nanocaurulēm - ar stiepes izturību lodīšu parkā -, cilvēki beidzot ir pārgājuši garām smiešanās stadijai un sākuši to nopietni izmeklēt. Un, lai gan oglekļa nanocaurules laboratorijā tiek ražotas nelielos daudzumos, inženieri joprojām ir gadu attālumā no to savīšanas garā kabeli, kas varētu nodrošināt nepieciešamo izturību.
Pīrsons zināja, ka tehniskie izaicinājumi ir milzīgi, tāpēc viņš prātoja: "Kāpēc gan uzcelt mēbeli uz lifta?"
Uz Mēness gravitācijas spēks ir sestā daļa no tā, ko mēs jūtamies uz Zemes, un kosmosa lifta kabelis labi iekļaujas mūsu pašreizējā ražošanas tehnoloģijā. Izstiepiet kabeli augšpusē no Mēness virsmas, un jums būtu lēta metode minerālu un krājumu piegādei Zemes orbītā.
Mēness kosmosa lifts darbotos savādāk nekā uz Zemes balstīts lifts. Atšķirībā no mūsu pašu planētas, kura rotē ik pēc 24 stundām, Mēness uz savu asi griežas tikai reizi 29 dienās; tikpat daudz laika, cik vajadzīgs, lai pabeigtu vienu orbītu ap Zemi. Tāpēc mēs kādreiz varam redzēt tikai vienu Mēness pusi. Ģeostacionārās orbītas jēdzienam ap Mēnesi nav īsti jēgas.
Tomēr Zemes-Mēness sistēmā ir piecas vietas, kur jūs varētu novietot zemas masas priekšmetu - piemēram, satelītu… vai kosmosa elevatora pretsvaru - un likt tām palikt stabiliem ar ļoti mazu enerģiju: Zemes-Mēness Lagranža punkti. L1 punkts, plankums, kas atrodas aptuveni 58 000 km virs Mēness virsmas, darbosies lieliski.
Iedomājoties, ka jūs peldat kosmosā vietā starp Zemes un Mēnesi, kur gravitācijas spēks no abiem ir pilnīgi līdzsvarots. Skatieties pa kreisi, un Mēness ir aptuveni 58 000 km (37 000 jūdžu) attālumā; skatieties pa labi, un Zeme ir vairāk nekā piecas reizes lielāka par šo attālumu. Bez jebkāda veida virzītājiem jūs beidzot izkļūsit no šī ideālā līdzsvara punkta un tad sāksit paātrināties Zemes vai Mēness virzienā. L1 ir līdzsvarots, bet nestabils.
Pīrsons ierosina NASA izlaist kosmosa kuģi, kas ved milzīgu kabeļa spoli uz L1 punktu. Tas lēnām atkāptos no L1 punkta, jo tas nenosprauda savu kabeli līdz Mēness virsmai. Kad kabelis bija noenkurots uz Mēness virsmas, tas nodrošinās sasprindzinājumu, un viss kabelis karāsies pilnīgā līdzsvarā kā svārsts, kas vērsts pret zemi. Un tāpat kā svārsts, lifts vienmēr turētos perfekti L1 punkta virzienā, jo Zemes smaguma spēks pie tā pievilkās. Misijā varētu ietilpt pat neliels ar saules enerģiju darbināms alpīnists, kurš varētu uzkāpt no Mēness virsmas līdz kabeļa augšdaļai un nogādāt mēness iežu paraugus augstā Zemes orbītā. Turpmākās misijas varētu nogādāt veselas alpīnistu komandas un pārvērst šo koncepciju masu ražošanas operācijā.
Priekšrocība lifta pieslēgšanai Mēnesim, nevis Zemei, ir tas, ka iesaistītie spēki ir daudz mazāki - Mēness gravitācija ir 1/6 no Zemes. Eksotisku nanocauruļu ar ārkārtīgu stiepes izturību vietā kabeli varētu būvēt, izmantojot augstas stiprības komerciāli pieejamus materiālus, piemēram, Kevlar vai Spectra. Faktiski Pīrsons ir iestatījis nulli komerciālajā šķiedrā, ko sauc par M5, un, pēc viņa aprēķiniem, pilna kabeļa svars būtu tikai 6800 kg, kas atbalstītu celtspēju 200 kg pamatnē. Tas labi atbilst visspēcīgāko raķešu iespējām, kuras piegādā Boeing, Lockheed Martin un Arianespace. Viena palaišana ir nepieciešama, lai liftu uzliktu uz Mēness. Kad lifts tika uzstādīts, jūs varētu sākt to pastiprināt ar papildu materiāliem, piemēram, stiklu un boru, ko varētu ražot uz Mēness.
Tātad, ko jūs darītu ar kosmosa liftu, kas savienots ar Mēnesi? “Daudz,” saka Pīrsons, “uz Mēness ir visu veidu resursi, kurus būtu daudz vieglāk savākt tur un ienest orbītā, nevis pamest tos no Zemes. Mēness regolītu (mēness netīrumus) varētu izmantot kā ekranējumu kosmosa stacijām; metālus un citus minerālus var iegūt no virsmas un izmantot būvniecībā kosmosā; un, ja Mēness dienvidu polā tiek atklāts ledus, jūs varētu piegādāt kosmosa kuģiem ūdeni, skābekli un pat degvielu. ”
Ja pie Mēness dienvidu pola parādās ūdens ledus, jūs tur varētu palaist otru kabeli un pēc tam to savienot ar pirmo kabeli. Tas ļautu Mēness dienvidu bāzei piegādāt materiālu zemes Zemes orbītā, neceļot gar zemi līdz pirmā lifta pamatnei.
Tas būtu lieliski piemērots akmeņiem, bet ne cilvēkiem. Pat ja alpīnists virzījās pa kabeli simtiem kilometru stundā, astronauti ceļotu nedēļām ilgi un būtu pakļauti dziļas kosmosa starojumam. Bet, kad jūs runājat par kravu, lēns un vienmērīgs uzvar sacīkstēs.
Pirmoreiz savu ideju par Mēness liftu Pīrsons publicēja 1979. gadā, un kopš tā laika viņš to izceļ. Tomēr šogad NASA nesmejas, viņi klausās. Pīrsona uzņēmums Star Technology and Research nesen piešķīra 75 000 ASV dolāru lielu subsīdiju no NASA progresīvo koncepciju institūta (NIAC) sešu mēnešu ilgam pētījumam, lai turpinātu idejas izpēti. Ja ideja izrādīsies daudzsološa, Pīrsons varētu saņemt lielāku dotāciju, lai sāktu pārvarēt dažus inženierzinātņu izaicinājumus, kā arī meklēt partnerus NASA un NASA, kā arī palīdzēt tās attīstībā.
NIAC meklē idejas, kas atrodas tālu ārpus NASA parastajām tehnoloģiju komforta zonām, piemēram,… liftu uz Mēness, un palīdz tās attīstīt tiktāl, ka daudzi riski un nezināmie ir mazināti.
Pīrsons cer, ka šī dotācija palīdzēs viņam iesniegt lietu NASA, ka Mēness lifts būtu nenovērtējams ieguldījums jaunajā Mēness-Marsa kosmosa izpētes vīzijā, atbalstot nākotnes Mēness bāzes un nozares kosmosā. Un tas inženieriem dotu iespēju saprast, kādas ir grūtības ar liftu celtniecību kosmosā, vispirms neuzņemoties milzīgo izaicinājumu - vispirms to uzcelt uz Zemes.
Raksta Freizers Kains
