Et japansk firma er ved at teste en lille rumelevator i rummet

Lad os være ærlige, at sende ting ud i rummet med raketter er en ret ineffektiv måde at gøre tingene på. Ikke alene er raketter dyre at bygge, de har også brug for et ton brændstof for at opnå flugthastighed. Og mens omkostningerne ved individuelle opsendelser reduceres takket være koncepter som genanvendelige raketter og rumfly, en mere permanent løsning kunne være at bygge en Space Elevator.

Og selvom sådan et mega-engineering-projekt simpelthen ikke er muligt lige nu, der er mange videnskabsmænd og virksomheder rundt om i verden, der er dedikerede til at gøre en rumelevator til en realitet i vores liv. For eksempel, et team af japanske ingeniører fra Shizuoka Universitys fakultet for ingeniørvidenskab har for nylig skabt en skalamodel af en rumelevator, som de vil opsende ud i rummet i morgen (den 11. september).

Konceptet for en rumelevator er ret simpelt. I bund og grund, det kræver konstruktion af en rumstation i geosynkron kredsløb (GSO), som er bundet til Jorden af ​​en trækstruktur. En modvægt ville blive knyttet til den anden ende af stationen for at holde tøjret lige, mens Jordens rotationshastighed sikrer, at den forbliver over det samme sted. Astronauter og besætninger ville rejse op og ned af tøjret i biler, hvilket ville fjerne behovet for raketopsendelser helt.

Af hensyn til deres skalamodel, ingeniørerne fra Shizuoka University skabte to ultrasmå CubeSats, som hver måler 10 cm (3,9 tommer) på en side. Disse er forbundet med et cirka 10 meter langt (32,8 fod) stålkabel, en beholder, der fungerer som en rumelevator, bevæger sig langs kablet ved hjælp af en motor, og kameraer monteret på hver satellit overvåger containerens fremskridt.

Mikrosatellitterne er planlagt til at blive opsendt til den internationale rumstation (ISS) den 11. september, hvor de så vil blive udsendt til rummet for at teste. Sammen med andre satellitter, eksperimentet vil blive båret af H-IIB køretøj nr. 7, som vil opsendes fra Tanegashima Space Center i Kagoshima Prefecture. Mens lignende eksperimenter, hvor kabler blev forlænget i rummet, er blevet udført før, dette vil være den første test, hvor et objekt flyttes langs et kabel mellem to satellitter.

Som en talsmand fra Shizuoka University blev citeret for at sige i en artikel af AFP:"Det bliver verdens første eksperiment til at teste elevatorbevægelser i rummet."

"I teorien, en rumelevator er meget plausibel. Rumrejser kan blive noget populært i fremtiden, " tilføjede Shizuoka University ingeniør Yoji Ishikawa.

Hvis eksperimentet viser sig vellykket, det vil hjælpe med at lægge grunden til en egentlig rumelevator. Men selvfølgelig, mange væsentlige udfordringer mangler stadig at blive løst, før der kan bygges noget, der nærmer sig en rumelevator. Fremst blandt disse er det materiale, der bruges til at bygge tøjret, som både skal være let (for ikke at falde sammen) og have en utrolig trækstyrke for at modstå spændingen induceret af centrifugalkraften, der virker på elevatorens modvægt.

Oven i købet, tøjret skulle også modstå Jordens gravitationskræfter, solen og månen, for ikke at nævne spændingerne induceret af Jordens atmosfæriske forhold. Disse udfordringer blev betragtet som uoverkommelige i det 20. århundrede, da konceptet blev populariseret af forfattere som Arthur C. Clarke. Imidlertid, ved århundredeskiftet, takket være opfindelsen af ​​kulstof nanorør, videnskabsmænd begyndte at genoverveje ideen.

Imidlertid, fremstilling af nanorør i den skala, der er nødvendig for at nå en station i GSO, er stadig langt ud over vores nuværende muligheder. Ud over, Keith Henson - en teknolog, ingeniør, og medstifteren af ​​National Space Society (NSS) – hævder, at kulstof nanorør simpelthen ikke har den nødvendige styrke til at udholde den slags stress, der er involveret. Til dette, ingeniører har foreslået at bruge andre materialer, som diamant nanofilament, men produktionen af ​​dette materiale i den krævede skala ligger også uden for vores nuværende muligheder.

Der er også andre udfordringer, som omfatter, hvordan man undgår rumaffald og meteoritter i at kollidere med rumelevatoren, hvordan man overfører elektricitet fra jorden til rummet, og at sikre, at tøjret er modstandsdygtigt over for højenergiske kosmiske stråler. Men hvis og når en rumelevator kunne bygges, det ville have enorme gevinster, ikke mindst af dem ville være muligheden for at transportere mandskab og last til rummet for langt færre penge.

I 2000, før udviklingen af ​​genanvendelige raketter, omkostningerne ved at placere nyttelast i geostationær bane ved hjælp af konventionelle raketter var omkring 25 USD, 000 pr. kilogram (11 USD, 000 pr. pund). Imidlertid, ifølge estimater udarbejdet af Spaceward Foundation, det er muligt, at nyttelast kunne overføres til GSO for så lidt som $220 pr. kg ($100 pr. pund).

Ud over, elevatoren kunne bruges til at installere næste generations satellitter, såsom rumbaserede solpaneler. I modsætning til jordbaserede solpaneler, som er underlagt dag/nat-cyklus og skiftende vejrforhold, disse arrays ville være i stand til at indsamle strøm 24 timer i døgnet, 7 dage om ugen, 365 dage om året. Denne strøm kunne derefter sendes fra satellitterne ved hjælp af mikrobølgesendere til modtagerstationer på jorden.

Rumskibe kunne også samles i kredsløb, endnu en omkostningsbesparende foranstaltning. I øjeblikket, rumfartøjer skal enten samles helt her på Jorden og sendes ud i rummet, eller at få individuelle komponenter opsendt i kredsløb og derefter samlet i rummet. På den ene eller anden måde, det er en dyr proces, der kræver tunge løfteraketter og tonsvis af brændstof. Men med en rumelevator, komponenter kunne løftes til kredsløb for en brøkdel af prisen. Endnu bedre, autonome fabrikker kunne placeres i kredsløb, der ville være i stand til både at bygge de nødvendige komponenter og samle rumfartøjer.

Det er ikke så underligt, hvorfor flere virksomheder og organisationer håber på at finde måder at overvinde de tekniske og tekniske udfordringer, en sådan struktur ville medføre. På den ene side, du har International Space Elevator Consortium (ISEC), et datterselskab af National Space Society, som blev dannet i 2008 for at fremme udviklingen, konstruktion, og drift af en rumelevator.

Så er der Obayashi Corporation, som samarbejder med Shizuoka University om at skabe en rumelevator inden år 2050. Ifølge deres plan, elevatorens kabel ville være sammensat af en 96, 000 km (59, 650 mi) carbon nanorørkabel, der er i stand til at bære 100-tons klatrere. Den vil også bestå af en flydende jordport med en diameter på 400 m (1312 fod) og en 12, 500-ton (13, 780 US ton) modvægt.

Som professor Yoshio Aoki fra Nihon University College of Science and Technology (som fører tilsyn med Obayashi Corp.s rumelevatorprojekt) sagde:"[En rumelevator] er afgørende for industrier, uddannelsesinstitutionerne og regeringen går sammen om den teknologiske udvikling."

Indrømmet, omkostningerne ved at bygge en rumelevator ville være enorme og ville sandsynligvis kræve en samordnet international og multi-generationel indsats. Og der er stadig betydelige udfordringer, som vil kræve betydelig teknologisk udvikling. Men for disse engangsudgifter (plus udgifterne til vedligeholdelse), menneskeheden ville have uhindret adgang til rummet i en overskuelig fremtid, og til væsentligt reducerede omkostninger.

Og hvis dette eksperiment viser sig vellykket, det vil give væsentlige data, der en dag kunne informere skabelsen af ​​en rumelevator.