Septintojo dešimtmečio Arthuro C. Clarke'o kalba, paaiškinanti geostacionarius palydovus, suteikė Pearsonui įkvėpimo visai kosminių liftų koncepcijai, kai jis dirbo NASA Ames tyrimų centre Kalifornijoje „Apollo Moon“ nusileidimo dienomis.
„Clarke'as teigė, kad geras būdas suprasti ryšių palydovus geostacionarioje orbitoje yra įsivaizduoti juos aukšto bokšto viršuje, esančiame 35 786 km (22 236 mylių) virš žemės“, - prisimena Pearsonas. bokštas? “
Jis suprato, kad teoriškai įmanoma pastatyti atsvarą, pavyzdžiui, mažą asteroidą, į geostacionarią orbitą, tada prailginti laidą žemyn ir pritvirtinti jį prie Žemės pusiaujo. Teoriškai liftai galėtų keliauti ilguoju kabeliu ir perkelti krovinius iš Žemės gravitacijos šulinio ir į kosmosą už nedidelę kainą, kurią tiekia cheminės raketos.
… teoriškai. Problema tada ir dabar yra ta, kad medžiagos, reikalingos palaikyti net tik kabelio svorį Žemės gravitacijoje, nėra. Tik per pastaruosius kelerius metus, atsiradus anglies nanovamzdeliams - su tempiamąja jėga rutuliniame parke - žmonės pagaliau perėjo juoko stadiją ir pradėjo tai rimtai tirti. Ir nors anglies nanovamzdeliai laboratorijoje buvo gaminami nedideliais kiekiais, inžinieriai vis dar laiko juos pynę į ilgą laidą, kuris galėtų suteikti reikiamą stiprumą.
Pearsonas žinojo, kad techniniai iššūkiai yra sunkūs, todėl jis susimąstė: „Kodėl gi nepasistačius lifto Mėnulyje?“
Mėnulyje gravitacijos jėga yra viena šeštoji to, ką mes jaučiame čia, Žemėje, o kosminio lifto laidas gerai atitinka mūsų dabartinę gamybos technologiją. Ištieskite laidą nuo Mėnulio paviršiaus ir turėtumėte nebrangų mineralų ir atsargų pristatymo į Žemės orbitą būdą.
Mėnulio kosminis liftas veiktų kitaip nei tas, kurio pagrindas yra Žemė. Skirtingai nuo mūsų pačių planetos, kuri sukasi kas 24 valandas, Mėnulis savo ašį pasuka tik kartą per 29 dienas; tiek pat laiko, kiek reikia vienai orbitai aplink Žemę įveikti. Štai kodėl mes kada nors galime pamatyti tik vieną Mėnulio pusę. Geostacionarios orbitos samprata aplink Mėnulį nėra prasminga.
Tačiau Žemės – Mėnulio sistemoje yra penkios vietos, kuriose galite pastatyti nedidelės masės objektą - pavyzdžiui, palydovą… ar kosminį liftą - ir išlaikyti juos stabiliais, turėdami labai mažai energijos: Žemės – Mėnulio Lagranžo taškai. L1 taškas, maždaug 58 000 km aukštyje virš Mėnulio paviršiaus, veiks puikiai.
Vaizduojantis, kad jūs plūduriuojate kosmose taške tarp Žemės ir Mėnulio, kur gravitacijos jėga iš abiejų pusių yra puikiai subalansuota. Pažvelkite į kairę, o Mėnulis yra maždaug 58 000 km (37 000 mylių) atstumu; žiūrėkite į dešinę ir Žemė yra daugiau nei 5 kartus didesnė už šį atstumą. Be jokių stūmoklių galų gale išlipsite iš šio tobulo balansavimo taško ir tada pradėsite greitėti link žemės ar Mėnulio. L1 yra subalansuotas, bet nestabilus.
Pearsonas siūlo NASA paleisti erdvėlaivį, gabenantį didžiulį kabelio ritę iki L1 taško. Jis lėtai atsitrauktų nuo L1 taško, nes nusukdamas savo kabelį žemyn iki Mėnulio paviršiaus. Kai kabelis bus pritvirtintas prie mėnulio paviršiaus, jis užtikrins įtempimą, o visas laidas kabės tobulame balanse kaip švytuoklė, nukreipta į žemę. Kaip ir švytuoklė, liftas visada laikytųsi tobulai link L1 taško, nes Žemės gravitacija atitraukė jį. Misijoje galėtų būti net nedidelis saulės energija varomas alpinistas, kuris galėtų pakilti nuo mėnulio paviršiaus iki laido viršaus ir išnešti mėnulio uolienų pavyzdžius į aukštą Žemės orbitą. Tolesnės misijos galėtų pristatyti visas alpinistų komandas ir šią idėją paversti masinės gamybos operacija.
Lifto prijungimo prie Mėnulio, o ne Žemės pranašumas yra tas, kad dalyvaujančios jėgos yra daug mažesnės - Mėnulio sunkio jėga yra 1/6 žemės paviršiaus. Vietoj egzotiškų nanovamzdelių, pasižyminčių dideliu atsparumu tempimui, kabelį galima būtų pastatyti naudojant labai tvirtas komerciškai prieinamas medžiagas, tokias kaip „Kevlar“ ar „Spectra“. Tiesą sakant, Pearsonas nulėmė komercinio pluošto, vadinamo M5, skaičių, kuris, jo manymu, viso svorio kabeliui, kuris palaiko 200 kg keliamąją galią, svertų tik 6800 kg. Tai puikiai atitinka galingiausių raketų, tiekiamų „Boeing“, „Lockheed Martin“ ir „Arianespace“, galimybes. Vieną paleidimą reikia atlikti, norint Mėnulyje pastatyti liftą. Įdiegę liftą, jūs galite pradėti jį sutvirtinti papildomomis medžiagomis, tokiomis kaip stiklas ir boras, kurios gali būti gaminamos Mėnulyje.
Taigi, ką darytumėte su kosmoso liftu, sujungtu su Mėnuliu? „Daug“, sako Pearsonas, „Mėnulyje yra visų rūšių išteklių, kuriuos būtų daug lengviau surinkti ten ir išnešti į orbitą, o ne paleisti iš žemės. Mėnulio regolitas (mėnulio nešvarumai) galėtų būti naudojamas kaip skydas kosminėms stotims; metalus ir kitus mineralus būtų galima iškasti iš paviršiaus ir panaudoti statyboms kosmose; ir jei aptinkamas ledas Mėnulio pietiniame poliuje, į kosminius laivus būtų galima tiekti vandens, deguonies ir net degalų “.
Jei vandens ledas pasirodys ties Mėnulio pietų ašigaliu, galite ten nutiesti antrą laidą, o gale jį prijungti prie pirmojo laido. Tai leistų pietinei Mėnulio bazei išnešti medžiagą į aukštai esančią Žemės orbitą ir nereikėtų keliauti žemėn į pirmo lifto pagrindą.
Tai būtų puiku akmenims, bet ne žmonėms. Net jei alpinistas judėtų kabeliu šimtais kilometrų per valandą greičiu, astronautai keliautų kelias savaites ir būtų veikiami gilios kosmoso spinduliuotės. Bet kai jūs kalbate apie krovinį, lėtai ir stabiliai laimi lenktynes.
Pirmą kartą savo mintį apie mėnulio liftą Pearsonas paskelbė dar 1979 m. Ir nuo to laiko jį kartojo. Šiais metais, nors NASA juokiasi, jie klausosi. Neseniai „Nears“ pažangių koncepcijų institutas (NIAC) „Pearson“ kompanijai „Star Technology and Research“ skyrė 75 000 USD dotaciją šešerių mėnesių tyrimui, kad idėja būtų ištirta toliau. Jei ši idėja pasirodys perspektyvi, „Pearson“ galėtų gauti didesnę dotaciją, kad galėtų įveikti kai kuriuos inžinerinius iššūkius, ieškoti partnerių ir NASA, ir padėti padėti ją plėtoti.
NIAC ieško idėjų, kurios yra už įprastos NASA technologijos komforto zonos ribų, pavyzdžiui,… liftas Mėnulyje, ir padeda jas išplėtoti iki galo, kad daugelis pavojų ir nežinomųjų buvo pašalinti.
Pearsonas tikisi, kad ši dotacija padės jam pateikti NASA kaltinimą, kad mėnulio liftas būtų neįkainojamas indėlis į naująją Mėnulio ir Marso kosmoso tyrinėjimo viziją, palaikant būsimas mėnulio bazes ir pramonės sritis kosmose. Ir tai inžinieriams padėtų suprasti liftų į kosmosą pastatymo sunkumus, nepriimant didžiulio iššūkio pirmiausia jį pastatyti Žemėje.
Parašė Fraseris Kainas
