Zdi se, da se razvoj raketne tehnologije približuje meji svojih zmogljivosti, tako da se znanstveniki in inženirji ukvarjajo z razvojem in raziskovanjem novih metod izstreljevanja tovora v nizko zemeljsko orbito in naprej. Med najbolj obetavne je ideja o "vesoljskem dvigalu", ki jo je leta 1895 predstavil ruski znanstvenik Konstantin Tsiolkovsky. Do nedavnega je veljalo, da trenutna stopnja razvoja tehnologije ne omogoča njene implementacije, vendar se skupina ameriških znanstvenikov s tem mnenjem ne strinja.
Predlagani Tsiolkovskyjev projekt "orbitalnega stolpa" je v šestdesetih letih prejšnjega stoletja razvil sovjetski inženir Jurij Artutanov. V svojih spisih je predlagal strukturo, spremenjeno glede na izkušnje, nabrane od Čiolkovskega. Omeniti velja, da je Artutanov svoj članek "V vesolje na električni lokomotivi" objavil skoraj leto dni pred poletom Jurija Gagarina. V njem je predlagal uporabo vrvi, pritrjenih na satelite v geosinhronski orbiti, za tovor in tovor in ljudi na orbito. Tako se prosto leteče vrvi (rotorji) vrtijo s hitrostjo Zemlje ali drugega nebesnega telesa, kar zagotavlja njihovo napetost. V tem primeru se prevoz s kabli izvaja z bistveno manjšim pospeškom kot pri zagonu rakete. Tudi roman slavnega britanskega pisatelja znanstvene fantastike Arthurja Clarka "Fontane raja" je posvečen gradnji "vesoljskega dvigala".
Teoretično je, da veliko varnejši, cenejši in zanesljivejši način razvoja vesoljskega prostora za izvedbo najprej zahteva izdelava kablov z močjo več kot 65 gigapaskalov (za primerjavo: trdnost jekla je 1-5 GPa, kremena vlakna približno 20 GPa). Tudi ultra močne ogljikove nanocevke na osnovi grafena še niso dosegle zahtevane trdnosti (kljub dejstvu, da dolžina obstoječih vzorcev običajno ne presega nekaj centimetrov). Vendar pa članek, ki sta ga ameriška raziskovalca Eubanks in Redley poslala za objavo v vesoljski politiki (izvirnik je na voljo na arXiv.org), dokazuje, da je gradnja vesoljskega dvigala na Luni najverjetnejša z uporabo polimerov, ki so danes na voljo v komercialnem prometu.
Na žici
Prva faza projekta, ki so jo avtorji poimenovali Pathfinder Deep Space Tether (DSTP), bi morala hkrati postati prototip komercialno izkoriščenega vesoljskega dvigala med Zemljo in Luno ter pomembno orodje za raziskovanje našega satelita. Z vrtenjem DSTP bo mogoče zajeti dovolj vzorcev za znanstvene raziskave v Shackleton Craterju, po tem pa bo približno polovica vrtenja vrvi kapsula z vzorci odšla na Zemljo, zahvaljujoč pospešku, ki vam omogoča izbiro optimalne povratne poti. Naprava, preprosto povedano, bo delovala kot katapult, kar vam omogoča premikanje tovora z Lune na Zemljo. DSTP bo lahko naredil le eno pošiljko vzorcev, nato pa bo šel v vesolje - in sam bo postal predmet preučevanja vpliva mikrometeoritov na stanje tetera in drugih dejavnikov,pomembno za razumevanje delovanja vesoljskega dvigala. Kabel DSTP bo dolg 5000 km in tehtal 2228 kg.
Če bo uspešen, bi lahko bil naslednji korak izgradnja infrastrukture Lunar-vesoljskega dvigala (LKL), ki bi bila primerna za premikanje v Lunovo orbito s satelitske površine in naprej na Zemljo. Sistem mora biti super dolg kabel, pritrjen na površino Lune, ki poteka skozi točko Lagrange (v kateri bo teža, pritrjena na kablu, ostala negibna glede na dve nebesni telesi) med Luno in Zemljo, približno 56 tisoč km od Lune. LKL bo lahko z Lune dvignil približno pet ton skale na leto in spustil opremo iste kombinirane teže na površino lune.
n Promocijski video:
Na voljo sredstva
Kot poudarjajo avtorji članka, je za izvedbo projekta, glede na nižjo gravitacijo na Luni, mogoče uporabiti že obstoječe in komercialno dostopne sintetične polimere, kot je visoko-molekulski polietilen visoke gostote (UHMWPE; uporablja se predvsem za proizvodnjo karoserij, oblog ladijskih ladij V Rusiji obstajata dve pilotni napravi za proizvodnjo takšnega materiala) in polifenilen-2, 6-bezobioksazol, proizveden na Japonskem (PBO; trgovsko ime Zylon, se uporablja zlasti za armiranje betonskih gradnikov).
Foto: nasa
Po izračunih znanstvenikov bo za izvedbo projekta dovolj en polet vesoljske misije razreda NASA Discovery. Po dobavi 58,5 tone zilonskega polimera na točko Lagrange bo tam opremljeno "skladišče" materialov, potrebnih za delovanje dvigala. Od tod se bo spustilo vozilo za spuščanje na lunino površino, v Centralni zaliv, po kablu, ki bo postal osnovna postaja za dvigovanje in spuščanje tovora. V odprti prostor bo sprožena protiutež, da se sistem ohrani v ravnovesju; skupna dolžina kabla bo tako dosegla 278,5 tisoč km. Vzorci regolita, lunarne zemlje, ki tehtajo do 100 kg, bodo poslani v vmesno bazo v točki Lagrange z uporabo večkratne kapsule na sončno energijo. Gorivo za nadaljnji prenos vzorcev na Zemljo ni potrebno, sajKo se kabla odcepi od Lune na razdalji približno 220,67 tisoč km, se bo kapsula še naprej gibala po vztrajnosti in bo v približno 34 urah vstopila v Zemljino atmosfero s hitrostjo približno 10,9 km / s. Za oceno možnega obsega tovornega prometa je dovolj, da se spomnimo, da je bilo med vsemi lunarnimi misijami Apollo na Zemljo dostavljenih le 382 kg regolita.
Če bo uspešen, se lahko drugi LKL zgradi na skrajni strani Lune z bazno postajo na območju kraterja Lipsky. Kot poudarjajo raziskovalci, bo tak položaj med drugim idealen kraj za radioastronomske raziskave, saj je oddaljena stran Lune popolnoma izolirana od radijskih valov z Zemlje. Avtorji projekta ocenjujejo življenjsko dobo dvigal na pet let. Poleg znanstvenih raziskav in hipotetične uporabe za rudarjenje bi lahko imela lunarna dvigala pomembno vlogo pri izvajanju misije s posadko na Mars. Glede na poročilo, ki ga je jeseni 2015 objavila mednarodna raziskovalna skupina z Massachusetts tehnološkega inštituta, univerze Keio in laboratorija za reaktivni pogon Kalifornijskega tehnološkega inštituta,izstrelitvena masa vesoljskega plovila na Mars se lahko zmanjša za 68 odstotkov zaradi uporabe kisika, ki ga vsebuje regolit, za motorje (41-46 odstotkov specifične teže). Eubanks in Redley v svojem delu poudarjata, da bi dodatni dejavnik lahko bila uporaba protiuteži LKL na skrajni strani Lune za pospeševanje in izstrelitev tovornih ladij na orbito Marsa za oskrbo prihodnjih kolonij na "rdečem planetu".
Vladislav Krilov