Būsim godīgi, lietu palaišana kosmosā ar raķetēm ir diezgan neefektīvs veids, kā darīt lietas. Raķetes ir ne tikai dārgas, bet tām nepieciešama arī tonna degvielas, lai panāktu izkļūšanas ātrumu. Un, lai gan atsevišķu palaišanu izmaksas tiek samazinātas, pateicoties tādām koncepcijām kā atkārtoti lietojamas raķetes un kosmosa lidmašīnas, pastāvīgāks risinājums varētu būt kosmosa elevatora izveidošana.
Un, lai gan šāds megainženierijas projekts šobrīd vienkārši nav realizējams, visā pasaulē ir daudz zinātnieku un uzņēmumu, kas ir nodomājuši kosmosa liftu padarīt par realitāti mūsu dzīves laikā. Piemēram, japāņu inženieru komanda no Šizuokas Universitātes Inženierzinātņu fakultātes nesen izveidoja kosmosa lifta mēroga modeli, kuru viņi rīt (11. septembrī) laidīs kosmosā.
Kosmosa lifta koncepcija ir pavisam vienkārša. Būtībā tas prasa uzbūvēt kosmosa staciju ģeosinhronā orbītā (GSO), kuru piestiprina Zemei ar stiepes struktūru. Stacijas otrajam galam tiek piestiprināts pretsvars, lai piesiešana būtu taisna, kamēr Zemes griešanās ātrums nodrošina, ka tā paliek pāri tai pašai vietai. Astronauti un ekipāžas automašīnās ceļotu augšup un lejup pa saitei, kas pilnībā novērstu vajadzību pēc raķešu palaišanas.
Šizuokas universitātes inženieri sava mēroga modeļa dēļ izveidoja divus sevišķi mazus CubeSats, no kuriem katrs sānos ir 10 cm (3,9 collas). Tos savieno aptuveni 10 metrus garš (32,8 pēdas) tērauda kabelis, konteiners, kas darbojas kā kosmosa lifts, pārvietojas pa kabeli, izmantojot motoru, un kameras, kas piestiprinātas katram satelītam, kontrolē konteinera progresu.
Mikrosatellītus plānots nogādāt Starptautiskajā kosmosa stacijā (ISS) 11. septembrī, kur tos pēc tam izvieto kosmosā testēšanas nolūkos. Kopā ar citiem satelītiem eksperimentu vedīs H-IIB transportlīdzeklis Nr. 7, kurš startēs no Tanegasimas kosmosa centra Kagošimas prefektūrā. Kaut arī iepriekš tika veikti līdzīgi eksperimenti, kuru laikā kabeļi tika pagarināti kosmosā, šis būs pirmais pārbaudījums, kad objekts tiek pārvietots pa kabeli starp diviem satelītiem.
Kā AFP rakstā tika citēts Šizuokas universitātes pārstāvis, kurš sacīja: "Tas būs pirmais pasaules eksperiments, lai pārbaudītu lifta kustību kosmosā."
“Teorētiski kosmosa lifts ir ļoti ticams. Ceļojumi kosmosā nākotnē var kļūt par kaut ko populāru, ”piebilda Šizuokas universitātes inženieris Yoji Ishikawa.
Ja eksperiments izrādīsies veiksmīgs, tas palīdzēs sagatavot pamatu faktiskajam kosmosa liftam. Bet, protams, vēl ir jāatrisina daudzas nozīmīgas problēmas, pirms var uzbūvēt kaut ko, kas tuvojas kosmosa liftam. Starp tiem galvenokārt tiek izmantots stiprinājuma stiprināšanai izmantotais materiāls, kam vajadzētu būt gan vieglam (lai nesadruptu), gan ar neticamu stiepes izturību, lai izturētu spriedzi, ko izraisa centrbēdzes spēks, kas iedarbojas uz lifta pretsvaru.
Turklāt saitei būs jāiztur arī Zemes, Saules un Mēness gravitācijas spēki, nemaz nerunājot par Zemes atmosfēras apstākļu radītajiem spriegumiem. Šis izaicinājums tika uzskatīts par nepārvaramu 20. gadsimtā, kad šo ideju popularizēja tādi rakstnieki kā Artūrs C. Klārks. Tomēr līdz gadsimtu mijai, pateicoties oglekļa nanocauruļu izgudrošanai, zinātnieki sāka pārskatīt šo ideju.
Tomēr nanocauruļu ražošana mērogā, kas nepieciešama, lai sasniegtu staciju GSO, joprojām ievērojami pārsniedz mūsu pašreizējās iespējas. Turklāt Keita Hensone - tehnoloģe, inženiere un Nacionālās kosmosa biedrības (NSS) līdzdibinātāja - apgalvo, ka oglekļa nanocaurulēm vienkārši nav nepieciešamā spēka, lai izturētu visu veidu stresu. Tāpēc inženieri ir ierosinājuši izmantot citus materiālus, piemēram, dimanta nanšķiedru, taču šī materiāla ražošana nepieciešamajā apjomā arī pārsniedz mūsu pašreizējās iespējas.
Ir arī citi izaicinājumi, kas ietver, kā izvairīties no kosmosa gružiem un meteorītiem no sadursmes ar kosmosa liftu, kā pārvadīt elektrību no Zemes uz kosmosu, kā arī nodrošināt, lai piesiešana būtu izturīga pret kosmiskajiem augstas enerģijas stariem. Bet, ja un kad varētu uzbūvēt kosmosa liftu, tam būtu milzīgi ieguvumi, starp kuriem vismaz ir spēja nogādāt apkalpes un kravas kosmosā par daudz mazāk naudas.
2000. gadā pirms atkārtoti izmantojamu raķešu izstrādes izmaksas kravas novietošanai ģeostacionārā orbītā, izmantojot parastās raķetes, bija apmēram USD 25 000 par kilogramu (USD 11 000 par mārciņu). Tomēr saskaņā ar Spaceward fonda apkopotajām aplēsēm ir iespējams, ka kravas varētu pārsūtīt GSO tikai par USD 220 par kg (100 USD par mārciņu).
Turklāt liftu varētu izmantot, lai izvērstu nākamās paaudzes satelītus, piemēram, kosmosa bāzes saules masīvus. Atšķirībā no zemes bāzes saules masīviem, uz kuriem attiecas dienas / nakts cikls un mainīgie laika apstākļi, šie masīvi spētu savākt enerģiju 24 stundas diennaktī, 7 dienas nedēļā, 365 dienas gadā. Pēc tam šo jaudu var izstarot no satelītiem, izmantojot mikroviļņu izstarotājus, līdz uztvērēju stacijām uz zemes.
Kosmosa kuģus varētu arī salikt orbītā, kas ir vēl viens izmaksu samazināšanas pasākums. Pašlaik kosmosa kuģis vai nu pilnībā jāsamontē šeit uz Zemes un jāpalaiž kosmosā, vai arī atsevišķas sastāvdaļas jālaiž orbītā un pēc tam jāsamontē kosmosā. Katrā ziņā tas ir dārgs process, kam nepieciešami smagi palaišanas mehānismi un tonnas degvielas. Bet ar kosmosa liftu komponentus varētu pacelt orbītā par nelielu daļu no izmaksām. Vēl labāk, orbītā varētu novietot autonomas rūpnīcas, kas spētu gan būvēt nepieciešamās sastāvdaļas, gan salikt kosmosa kuģus.
Tad nav brīnums, kāpēc vairāki uzņēmumi un organizācijas cer atrast veidus, kā pārvarēt šādas struktūras radītos tehniskos un inženiertehniskos izaicinājumus. No vienas puses, jums ir Starptautiskais kosmosa liftu konsorcijs (ISEC), Nacionālās kosmosa biedrības filiāle, kas tika izveidota 2008. gadā, lai veicinātu kosmosa elevatora attīstību, būvniecību un darbību.
Pēc tam ir Obayashi Corporation, kas sadarbojas ar Šizuokas universitāti, lai līdz 2050. gadam izveidotu kosmosa liftu. Saskaņā ar viņu plānu lifta kabelis sastāv no 96 000 km (59 650 jūdzes) oglekļa nanocaurules kabeļa, kas spēj pārvadāt 100 -ton kāpēji. To veidos arī 400 m (1312 pēdas) diametra peldoša Zemes osta un 12 500 tonnu (13 780 ASV tonnas) pretsvars.
Kā sacīja Nihonas Universitātes Zinātnes un tehnoloģijas koledžas profesors Yoshio Aoki (kurš uzrauga Obayashi Corp. kosmosa elevatora projektu): “[Kosmosa lifts] ir būtisks, lai nozares, izglītības iestādes un valdība apvienotos rokās tehnoloģiju attīstībai. . ”
Piešķirts, ka kosmosa lifta celtniecības izmaksas būtu milzīgas, un tām, iespējams, būtu nepieciešami saskaņoti starptautiski un vairāku paaudžu centieni. Un joprojām pastāv nopietnas problēmas, kurām būs nepieciešama ievērojama tehnoloģiju attīstība. Bet šiem vienreizējiem izdevumiem (pieskaitot uzturēšanas izmaksas) cilvēcei pārskatāmā nākotnē būtu bijusi ierobežota pieeja kosmosam un ievērojami samazinātas izmaksas.
Un, ja šis eksperiments izrādīsies veiksmīgs, tas sniegs būtiskus datus, kas kādreiz varētu būt informācija par kosmosa lifta izveidi.
