Govor Arthurja C. Clarkeja v šestdesetih letih prejšnjega stoletja, ki je razlagal geostacionarne satelite, je Pearsonu navdihnil celoten koncept vesoljskih dvigal, medtem ko je med dnevi pristankov na Apollo Moon deloval v raziskovalnem centru NASA Ames v Kaliforniji.
"Clarke je dejal, da je dober način za razumevanje komunikacijskih satelitov v geostacionarni orbiti ta, da si jih predstavljamo na vrhu visokega stolpa, ki se je dvigal 35.786 km (22.236 milj) nad Zemljo," se spominja Pearson, "pomislil sem, zakaj ne zgradim dejanskega stolp? "
Spoznal je, da je teoretično mogoče parkirati protiutež, kot majhen asteroid, v geostacionarni orbiti in nato podaljšati kabel navzdol ter ga pritrditi na Zemljin ekvator. Teoretično bi avtomobili z dvigali lahko potovali po dolgem kablu in prenašali tovor iz zemeljske gravitacije dobro in v vesolje za del cene, ki jo prinesejo kemične rakete.
… v teoriji. Takrat in zdaj težava je, da materiala, ki bi podpiral celo samo težo kabla v Zemljini gravitaciji, ne obstaja. Šele v zadnjih nekaj letih so se s pojavom ogljikovih nanocevk - z natezno trdnostjo v igrišču - končno premaknili mimo smejalnega odra in začeli resno preiskovati. In čeprav so ogljikove nanocevke izdelane v majhnih količinah v laboratoriju, so inženirji še vedno dolga leta, da jih skupaj prepletejo v dolg kabel, ki bi lahko zagotovil potrebno moč.
Pearson je vedel, da so tehnični izzivi zapleteni, zato se je vprašal, "zakaj ne bi na Luni postavil dvigala?"
Na Luni je sila gravitacije šestina tistega, kar čutimo tukaj na Zemlji, in vesoljski kabel je v naši sedanji proizvodni tehnologiji. Iztegnite kabel s površine Lune in imeli boste poceni način dostave mineralov in zalog v Zemljino orbito.
Lunarno vesoljsko dvigalo bi delovalo drugače kot eno, ki temelji na Zemlji. Za razliko od našega lastnega planeta, ki se vrti vsakih 24 ur, se Luna na svoji osi vrti samo enkrat na 29 dni; toliko časa, kot je potrebno za dokončanje ene orbite okoli Zemlje. Zato lahko le kdaj vidimo eno stran Lune. Koncept geostacionarne orbite v resnici nima smisla okoli Lune.
Vendar pa obstaja pet mest v sistemu Zemlja-Luna, kamor lahko postavite predmet majhne mase - na primer satelit ... ali protiutež dvigalu vesolja - in ostanejo stabilni z zelo malo energije: točke Lagrange Zemlja-Luna. Točka L1, točka približno 58.000 km nad površino Lune, bo delovala brezhibno.
Predstavljamo si, da lebdiš v vesolju v točki med Zemljo in Luno, kjer je sila gravitacije obeh popolnoma uravnotežena. Poglejte levo in Luna je oddaljena približno 58.000 km; poglejte desno in Zemlja je več kot 5-krat večja od te razdalje. Brez kakršnih koli potisnikov boste sčasoma izstopili iz te popolne izravnalne točke in nato začeli pospeševati bodisi proti Zemlji bodisi Luni. L1 je uravnotežen, vendar nestabilen.
Pearson predlaga, naj NASA izstreli vesoljsko plovilo, ki nosi ogromen kabel kabla do točke L1. Počasi bi se oddaljil od točke L1, ko bi odvezal kabel navzdol na površino Lune. Ko bi se kabel zasidral na lunino površino, bi to zagotavljalo napetost in celoten kabel bi visel v popolnem ravnovesju, kot nihalo, usmerjeno proti tlom. In kot nihalo se bo dvigalo vedno popolnoma prilagajalo točki L1, saj jo Zemljina gravitacija zateče vanjo. Misija bi lahko vključevala celo majhnega plezalca na sončno energijo, ki bi se lahko povzpel z lunine površine na vrh kabla in dostavil vzorce lunarnih kamnin v visoko zemeljsko orbito. Nadaljnje misije bi lahko dobile cele skupine plezalcev in koncept spremenili v množično proizvodnjo.
Prednost povezovanja dvigala z Luno namesto z Zemljo je preprosto dejstvo, da so vpletene sile veliko manjše - gravitacija Lune je 1/6 od Zemljine. Namesto eksotičnih nanocevk z izjemno natezno trdnostjo bi kabel lahko izdelali z uporabo visoko trdnih tržno dostopnih materialov, kot sta Kevlar ali Spectra. V resnici je Pearson uporabil komercialno vlakno z imenom M5, za katerega izračuna, da bi tehtal le 6.800 kg za polni kabel, ki bi na dnu podpiral nosilnost 200 kg. To je povsem v skladu z zmogljivostmi najzmogljivejših raket, ki jih dobavljajo Boeing, Lockheed Martin in Arianespace. En zagon je potreben za postavitev dvigala na Luno. Ko je dvigalo nameščeno, ga lahko začnete ojačati z dodatnimi materiali, kot sta steklo in bor, ki bi jih lahko izdelali na Luni
Kaj bi torej naredili z vesoljskim dvigalom, povezanim z Luno? "Veliko," pravi Pearson, "na Luni obstajajo vse vrste virov, ki bi jih bilo veliko lažje zbrati in spraviti v orbito, kot pa jih izstreliti z Zemlje. Lunarni regolit (lunina umazanija) se lahko uporablja kot zaščita za vesoljske postaje; kovine in drugi minerali se lahko kopajo s površine in uporabljajo za gradnjo v vesolju; in če se odkrije led na južnem polu Lune, bi lahko dovajali vodo, kisik in celo gorivo vesoljskim plovilom. "
Če se vodni led prikaže na južnem polu Lune, lahko tam speljete drugi kabel in ga na koncu priključite na prvi kabel. To bi omogočilo južni lunski bazi, da dostavlja material v orbito visoke Zemlje, ne da bi bilo treba potovati po tleh do podnožja prvega dvigala.
Odlično bi bilo za skale, ne pa tudi za ljudi. Tudi če bi plezalec premikal kabel po stotinah kilometrov na uro, bi astronavti potovali tedne in bili izpostavljeni sevanju globokega vesolja. Ko pa govorite o tovoru, počasi in vztrajno zmaga na dirki.
Pearson je svojo idejo o lunarnem dvigalu prvič objavil leta 1979 in jo od takrat gradi. Letos se Nasa ne smeji, ampak posluša. Pearsonovemu podjetju Star Technology and Research je bil pred šestmesečno študijo za nadaljnjo preučitev ideje dodeljen donacija v višini 75.000 USD od Nasinega inštituta za napredne koncepte (NIAC). Če se ideja izkaže za obetavno, bi lahko Pearson dobil večjo donacijo za začetek premagovanja nekaterih inženirskih izzivov ter poiskal partnerje znotraj in NASA in zunaj, ki bi pomagali pri njegovem razvoju.
NIAC išče ideje, ki so zunaj Nasinega območja običajnega udobja tehnologij - na primer dvigalo na Luni - in pomaga, da se razvijejo do te mere, da so bila odstranjena številna tveganja in neznanke.
Pearson upa, da mu bo ta pomoč zagotovila, da bo NASA zagotovila, da bo lunarno dvigalo neprecenljiv prispevek k novi viziji vesoljskega raziskovanja Luna-Mars, ki bo podpiralo prihodnje lunarne baze in vesoljske industrije. Inženirjem bi to omogočilo razumevanje težav pri gradnji dvigal v vesolje, ne da bi se najprej lotili neizmernega izziva njegove gradnje na Zemlji.
Spisal Fraser Cain
