Bodimo iskreni, izstrelitev stvari v vesolje z raketami je precej neučinkovit način. Rakete niso le drage za izdelavo, za dosego hitrosti pobega potrebujejo tudi tono goriva. Medtem ko se stroški posameznih izstrelitev znižujejo zahvaljujoč konceptom, kot so rakete za večkratno uporabo in vesoljska letala, bi lahko bila trajnejša rešitev izdelava vesoljskega dvigala.
In čeprav tak projekt mega-inženiringa trenutno preprosto ni izvedljiv, je po svetu veliko znanstvenikov in podjetij, ki se ukvarjajo s tem, da bi vesoljsko dvigalo postalo resničnost v naših življenjih. Na primer, ekipa japonskih inženirjev z inženirske fakultete univerze Shizuoka je nedavno ustvarila obsežni model vesoljskega dvigala, ki ga bodo izstrelili v vesolje jutri (11. septembra).
Koncept za vesoljsko dvigalo je precej preprost. V bistvu zahteva izgradnjo vesoljske postaje v geosinhronski orbiti (GSO), ki je z Zemljo privezana z natezno strukturo. Na drugem koncu postaje bi bila pritrjena protiutež, da bi vezalnik ostal naravnost, medtem ko Zemljina hitrost vrtenja zagotavlja, da ostane na istem mestu. Astronavti in posadke bi v avtomobilih potovali gor in dol po privezu, kar bi v celoti odstranilo potrebo po izstrelitvah raket.
Inženirji z univerze Shizuoka so zaradi svojega obsega modela ustvarili dva ultra majhna CubeSats, od katerih vsak meri 10 cm (3,9 palca) na boku. Povezane so z jeklenim kablom dolgim približno 10 metrov, zabojnik, ki deluje kot vesoljsko dvigalo, se premika po kablu z motorjem, in kamere, nameščene na vsakem satelitu, spremljajo napredek posode.
Mikrosateliti naj bi bili 11. septembra izstreljeni na Mednarodno vesoljsko postajo (ISS), kjer bodo nato zaradi testiranja razporejeni v vesolje. Skupaj z drugimi sateliti bo poskus izvedel H-IIB Vozilo št. 7, ki bo izstrelilo iz vesoljskega centra Tanegashima v prefekturi Kagošima. Medtem ko so bili že prej izvedeni podobni poskusi, v katerih so bili kabli podaljšani v vesolju, bo to prvi preizkus, kjer se predmet premika po kablu med dvema satelitima.
Kot je v članku agencije AFP navedel tiskovni predstavnik univerze Shizuoka: "To bo prvi eksperiment na svetu za testiranje premikanja dvigala v vesolju."
"Teoretično je vesoljsko dvigalo zelo verjetno. Vesoljska potovanja bodo v prihodnosti lahko postala nekaj priljubljenega, "je dodal inženir univerze Shizuoka Yoji Ishikawa.
Če se bo poskus izkazal za uspešnega, bo pomagal postaviti temelje za dejansko dvigalo v vesolju. Seveda pa je treba rešiti številne pomembne izzive, preden se lahko zgradi karkoli, kar se približuje vesoljskemu dvigalu. Najpomembnejši med njimi je material, ki se uporablja za izdelavo priveza, ki bi moral biti tako lahek (da se ne bi zrušil) in imeti neverjetno natezno trdnost, da bi se uprl napetosti, ki jo povzroči centrifugalna sila, ki deluje na protiutež dvigala.
Poleg tega bi moral privezati tudi vzdržati gravitacijske sile Zemlje, Sonca in Lune, da ne omenjam napetosti, ki jih povzročajo Zemljine atmosferske razmere. Ti izzivi so bili ocenjeni kot nepremostljivi v 20. stoletju, ko so koncept popularizirali takšni pisci, kot je Arthur C. Clarke. Vendar pa so s prehodom stoletja znanstveniki po zaslugi izuma ogljikovih nanocevk začeli znova razmišljati o tej zamisli.
Vendar pa izdelava nanocevk v obsegu, potrebnem za dosego postaje v GSO, še vedno presega naše sedanje zmogljivosti. Poleg tega Keith Henson - tehnolog, inženir in soustanovitelj Nacionalne vesoljske družbe (NSS) - trdi, da ogljikove nanocevke preprosto nimajo dovolj moči, da bi zdržale vrste stresov. Za to so inženirji predlagali uporabo drugih materialov, kot je diamantna nanofilament, vendar proizvodnja tega materiala v zahtevanem merilu tudi presega naše sedanje zmogljivosti.
Obstajajo tudi drugi izzivi, ki vključujejo, kako se izogniti trčenju vesoljskih naplavin in meteoritov z vesoljskim dvigalom, kako oddati električno energijo z Zemlje v vesolje in zagotoviti, da je teter odporen na visokoenergetske kozmične žarke. Če pa bi bilo mogoče zgraditi vesoljsko dvigalo, bi se to izplačalo, od katerih ne bi bila najmanj pomembna sposobnost prevoza posadk in tovora v vesolje za precej manj denarja.
Leta 2000 so bili pred razvojem raket za večkratno uporabo stroški za postavitev tovora v geostacionarno orbito z običajnimi raketami približno 25.000 USD na kilogram (11.000 USD na funt). Vendar pa po ocenah, ki jih je pripravila fundacija Spaceward, je možno, da bi se koristne obremenitve na GSO prenesle za kar 220 dolarjev na kilogram (100 dolarjev na funt).
Poleg tega bi lahko dvigalo uporabili za uporabo satelitov naslednje generacije, kot so vesoljski žarki. Za razliko od prizemnih sončnih nizov, ki so podvrženi ciklu dan / noč in spreminjajočim se vremenskim pogojem, bi ti nizi lahko zbirali moč 24 ur na dan, 7 dni v tednu, 365 dni na leto. To moč bi nato lahko prenašali iz satelitov s pomočjo mikrovalovnih oddajnikov do sprejemnih postaj na tleh.
Vesoljske ladje bi lahko postavili tudi v orbito, še en ukrep za znižanje stroškov. Trenutno je treba vesoljska plovila v celoti sestaviti tukaj na Zemlji in jih izstreliti v vesolje ali pa imeti posamezne komponente izstreljene v orbito in nato sestavljene v vesolju. Kakor koli že, to je drag postopek, ki zahteva težke lansirne naprave in tone goriva. Toda s pomočjo vesoljskega dvigala bi lahko sestavne dele dvignili v orbito za del stroškov. Še bolje je, da bi lahko v orbito postavili avtonomne tovarne, ki bi bile sposobne sestaviti potrebne sestavne dele in sestaviti vesoljska plovila.
Zato se ni čudno, zakaj več podjetij in organizacij upa, da bodo našli načine za premagovanje tehničnih in inženirskih izzivov, ki bi jih takšna struktura povzročila. Na eni strani imate Mednarodni konzorcij za dviganje vesolja (ISEC), podružnico Nacionalnega vesoljskega društva, ki je bilo ustanovljeno leta 2008 za spodbujanje razvoja, gradnje in delovanja vesoljskega dvigala.
Potem je tu še Obayashi Corporation, ki sodeluje z univerzo Shizuoka, da bi do leta 2050 ustvaril vesoljsko dvigalo. Kabel dvigala bi bil sestavljen iz 96.000 km (59.650 milj) kabla iz ogljikove nanocevke, ki bi lahko prenesla 100 -ton plezalci. Vseboval bo tudi plavajoči zemeljski pristanišče s premerom 400 m (1312 ft) in protiutežjo 12.500 ton (13.780 ameriških ton).
Kot je povedal profesor Yoshio Aoki z Visokošolskega znanstvenega in tehnološkega kolegija Nihon (ki nadzira projekt Obayashi Corp.): „[Vesoljsko dvigalo] je ključnega pomena, da se industrije, izobraževalne ustanove in vlada združijo skupaj za tehnološki razvoj . "
Če priznamo, bi bili stroški gradnje vesoljskega dvigala ogromni in bi verjetno zahtevali usklajena mednarodna in večgeneracijska prizadevanja. In ostajajo pomembni izzivi, ki bodo zahtevali pomemben tehnološki razvoj. Toda za te enkratne izdatke (skupaj s stroški vzdrževanja) bi človeštvo imelo neoviran dostop do vesolja v dogledni prihodnosti in z znatno nižjimi stroški.
In če se bo ta poskus izkazal za uspešnega, bo zagotovil bistvene podatke, ki bi lahko nekega dne sporočil oblikovanje vesoljskega dvigala.
