https://frosthead.com

Ljudi još uvijek pokušavaju izgraditi svemirski lift

Zamislite šuplju kulu s zidovima tankim od papira. Sad je slika napravljena od najlakšeg i najsnažnijeg materijala na svijetu - možda od nanokarbonskih ili grafenskih vlakana - sa stranicama širine 12 milja i visine 22 000 milja. Transportni automobili penju se gore-dolje licima, na i iz geosinhrone orbite.

Ono što slikate dizalom u svemir - kako je to opisao sir Arthur C. Clarke u svom znanstvenofantastičnom romanu iz 1979. Fontane raja.

Clarkeova knjiga bila je prvi popularni prikaz ideje koju je 1895. opisao ruski znanstvenik Konstantin Ciolkovsky, koji je zamislio "nebeski dvorac" u svemiru, vezanom Zemljom od masivnog tornja. 1960. ruski inženjer Jurij Artutanov opisao je moderniju verziju. Tek 1975. godine, kada je inženjer po imenu Jerome Pearson objavio tehnički rad o tom konceptu, ideja dizala u svemir privukla je bilo kakvu stvarnu notu. Clarke se uvelike oslanjao na Pearsonovu stručnost za pisanje knjige.

Novi dokumentarni film Sky Line istražuje zašto je pojam svemirskog dizala i dalje postojan unatoč velikim tehnološkim preprekama i nekim jednako velikim međuljudskim rascjepima. Nakon što je premijerno prikazan u studenom 2015. na filmskom festivalu DocNYC u New Yorku, film je sada dostupan putem interneta i bit će prikazan na DC Environmental Film Festival i drugim neovisnim festivalima tijekom 2016. godine.

Novi dokumentarni film <em> Sky Line </em> prikazuje skupinu ljudi koji su radili na konceptu dizala u svemiru. Novi dokumentarni film Sky Line prikazuje skupinu ljudi koji su radili na konceptu dizala u svemiru. (Jonny Leahan i Miguel Drake-McLaughlin)

Evo što sve zajedničke ponude dizala čine: S platforme usidrene u oceanu negdje duž Ekvatora, automobili dizala putovali bi gore-dolje niz remen debelog kabela ili široke, ravne vrpce izrađene od materijala na bazi ugljikove nanocjevčice, koji se uvijek držao zategnutim protuteže 62 000 milja iznad Zemlje. Koristeći se valjcima ili magnetskom levitacijom da bi se popeli na tetu, automobilima bi moglo trebati samo pet sati da završe put do geosinhrone orbite, ali u djeliću - možda 1/100 - cijene današnjih lansiranja raketa.

Koliko god se činilo neobičnim, svemirskim dizalom pristup do prostora bio bi pristupačan, pristupačan i potencijalno vrlo unosan. Ali zašto se to još nije dogodilo u osnovi se svodi na materijale - čak ni najbolji današnji super-jaki i super lagani materijali samo još uvijek nisu dovoljno dobri za podršku svemirskog dizala.

Ne zbog nedostatka pokušaja, međutim. Istraživači Penn State-a objavili su 2014. godine da su u laboratoriju stvorili dijamantske nanotrajeve, koje su australski istraživači modelirali u računalnim simulacijama kako bi mogli biti jači i fleksibilniji nego što se prije vjerovalo. Istraživanja u tehnologiji ugljikove nanocjevčice (CNT) se nastavljaju, a čini se da se svaki mjesec najavljuju novi pomaci u istraživanju grafena.

U Sky Lineu, filmaši Jonny Leahan i Miguel Drake-McLaughlin profiliraju skupinu ljudi koji su usko surađivali na konceptu dizala u svemiru. Priča prati najveći dosadašnji napor da se izgradi svemirsko dizalo, uključujući financiranje od NASA-e za istraživanja, dizajn, pa čak i izazove u stilu XPRIZE održane do 2011. Njihova motivacija za stvaranje filma proizišla je iz stalnih rasprava između sebe i prijatelja o tome trenutačno stanje američke svemirske tehnologije.

"Ima ideja zbog koje smo se odrekli prostora, budući da je NASA povukla šatl i da ne radimo ništa da ga zamijenimo", kaže Leahan. "Ali ljudi ne razumiju da je NASA jako živa i zdrava i da radi na nevjerojatnom broju vizionarskih stvari. Shvatili smo da se mnogo toga događa, čak i ako trenutno ne rade liftom. "

Sama ideja o dizalu bila je tema rasprave među filmskim tvorcima, a gledajući dalje, otkrili su dva glavna lika, Bradleyja Edwarda i Michaela Lainea.

Edwards, fizičar s dubokom poviješću rada u astrofizikama, uključujući i 11-godišnju boravku u Nacionalnom laboratoriju u Los Alamosu, radi na konceptu dizala u svemiru od 1998. Laine je privatni poduzetnik i osnivač LiftPort, tvrtke čiji je izvornik misija je bila unapređenje tehnologije ugljičnih nanocjevčica. Ostali likovi uključuju Tom Nugent, zrakoplovni inženjer i Ted Semon, bivši predsjednik Međunarodnog svemirskog dizala u svemiru (ISEC).

"Primijetili smo da su mnogi ljudi s kojima smo razgovarali sanjali kad su bili mlađi od astronauta", kaže Leahan. "Oni ustraju jer su frustrirani što imaju volju otići u svemir, ali ne postoji tehnologija ili resursi koji bi mogli poslati mnogo ljudi u svemir. Oni samo žele učiniti nešto u vezi s tim. "

Krajem 1990-ih i početkom 2000-ih, Edwards je dobio dva kruga financiranja od NASA-inog istraživačkog ogranka poznatog kao NASA-ino inovativni napredni koncepti (NIAC) - tada se nazvao Institut za napredne koncepte. Edwardsov je rad predstavljao ogromnu studiju izvodljivosti, ispitujući sve aspekte svemirskog dizala, od dizajna i izgradnje preko njegovog pokretanja i rada. Njegov zaključak: svemirsko dizalo moglo je biti izgrađeno uz postojeću tehnologiju - umanjeno za lagano vezivanje potrebno za cijelu stvar.

Edwards se potom udružio s Laineom u LiftPortu u nastojanju da prikupe kapital za projekt, ali ubrzo su razdvojili načine zbog financijskih nesuglasica. Iz filma se gotovo čini da je pukotina razlog zašto svemirski lift neće uskoro biti izgrađen.

Pearson, koji se također pojavljuje u filmu, kaže da projekti u razmjeru svemirskog dizala prirodno imaju visoku sposobnost za trenje.

"Kada imate ovako jedinstvenu ideju, ljudi koji su privučeni da rade na njoj izvrsni su u svojim područjima, a mnogi od njih ne žele skinuti grickanje od nikoga drugog", kaže on. "To je samo dio igre."

LiftPort se srušio 2007. godine, unatoč demonstracijama s robotima koji su se penjali dijelom uz kilometrinu dugačku traku od karbonske nanocevke ovješenu na balone. Laine je 2012. godine oživio tvrtku uspješnom kampanjom Kickstarter radi na razvijanju partnerstva na stvaranju svemirskog lifta sa sjedištem na mjesecu. I Laine i Pearson kažu da se u ovom trenutku gradi lunarno dizalo koje bi moglo omogućiti rudanje obilnih kisika, silicija, željeza, aluminija i magnezija prisutnih na prašnjavoj površini mjeseca.

No, s potpunom iskrenošću, Laine kaže da je izvorni LiftPort bio "grozan" na ugljikovim nanocijevkama i da napori kompanija poput SpaceX-a i Blue Origin-a u izgradnji raketa za višekratnu upotrebu mogu umanjiti potrebu za svemirskim dizalom. Cilj je uvijek bio sniziti trenutni trošak po kilogramu korisnog opterećenja - u desecima tisuća dolara - na stotine ili čak desetke dolara. No iako se to dogodi, Laine i dalje vjeruje da je dobivanje tehnologije ugljikove nanocjevčice presudno za budućnost pristupa svemiru.

"Ako usavrše raketu za višekratnu upotrebu, dizalu će biti teško doći do financiranja, jer je glavni razlog dizala bio smanjenje troškova u orbiti", kaže Laine. "Ali imali ste civilizacijski uspon i pad padom promjene snage materijala decimalnom zarezom, a sada govorite o redoslijedima veličine. Mislim da nećemo razumjeti ni kako će izgledati budućnost nakon što iskoristimo nanotehnologiju. "

Edwards je pokrenuo godišnje ISEC-ove sastanke 2008. godine, koji svake godine privuku oko 50 do 60 ljudi koji rade na problemima koji se sada mogu riješiti, uključujući čišćenje svemirskih krhotina, izgradnju boljih penjačkih robota i razvoj daljinskih laserskih elektroenergetskih sustava. Kaže da je od njega traženo da se stalno usmjeri na postizanje uspjeha svemirskog dizala. Institucionalna podrška jednostavno ne postoji, dodaje.

"Problem sa cijelim naporom dizala u svemiru je taj što za to nema stvarne podrške", kaže Edwards. "Ovako izgleda projekt kada ga stotine ljudi raširi po cijelom svijetu, radeći ih kao hobi. Neće biti značajnog napretka sve dok ne bude stvarne podrške i profesionalnog koordiniranja upravljanja tim naporima. "

Iako je još uvijek snažni zagovornik svemirskog dizala, Edwards je svoje napore usredotočio na praktičniju primjenu tehnologije ugljikove nanocjevčice. Njegova trenutna tvrtka Plasma Ten proizvodi ugljikove nanocjevčice za jačanje plastike i epoksije.

Obayashijev dizajn sastoji se od plutajuće zemaljske luke pričvršćene na geostacionarnu zemaljsku orbitu na visini od oko 22 000 milja kabelom od ugljikove nanocjevčice. (© Obayashi Corporation, Sva prava pridržana) Zemaljska luka ima promjer oko 1300 stopa. (© Obayashi Corporation, Sva prava pridržana) Građevinsko poduzeće Obayashi Company obvezalo se da će do 2050. imati lift i biti u funkciji. (© Obayashi Corporation, Sva prava pridržana) Ovdje se nalazi unutrašnjost stanice Geostacionarna zemaljska orbita. (© Obayashi Corporation, Sva prava pridržana) Još jedan pogled iz unutrašnjosti stanice Geostacionarna zemaljska orbita. (© Obayashi Corporation, Sva prava pridržana)

Dok su mnogi od ovih igrača u SAD-u prešli na druge projekte, istraživači u drugim dijelovima svijeta održavaju fokus.

U Japanu je svemirski lift praktički dio nacionalne psihe, dijelom zahvaljujući dubokoj ekspertizi japanskih istraživača u području robotike i tehnologije ugljikovih nanocjevčica, počevši od otkrića ugljikovih nanocjevčica 1991. od strane japanskog istraživača Sumio Iijima. Građevinska tvrtka Obayashi Company obvezala se podići i raditi do 2050. Glavni istraživački inženjer Yoji Ishikawa kaže da ta tvrtka surađuje s privatnim proizvođačima i sveučilištima kako bi poboljšala postojeću tehnologiju ugljikove nanocjevčice.

"Razumijemo da je to težak projekt", kaže Ishikawa. "Naša je tehnologija vrlo mala. Ako nam treba 100 posto da izgradimo dizalo - trenutno smo oko 1 ili 2. Ali ne možemo reći da ovaj projekt nije moguć. Trenutno ne vidimo neku značajniju prepreku. Vrijedi pokušati, a ako to ne učinimo, ne možemo ništa postići. "

Ishikawa dodaje da se Obayashi, koji je nedavno dovršio najviši samopodržani neboder, Tokyo SkyTree, nada da će biti uključen u testiranje tetovaže temeljene na ugljičnoj nanocjevici između dva satelita. Istraživači će usporediti kako taj tether funkcionira s računalom modeliranim ponašanjem znatno dulje verzije.

Ishikawa priznaje da je inicijativa tvrtke započela kao misaoni eksperiment, te da se projekti takve prirode obično poništavaju nakon što je objavljen konceptualni rad. Ali japanska javnost i druge zemlje dočekale su svemirski lift tako toplo da je tvrtka odlučila nastaviti s naporima, kaže Ishikawa.

"Možda je jedan od razloga što je svemirski lift toliko popularan ovdje, u tome što u posljednjih nekoliko desetljeća stvari nisu bile tako ekonomski dobre, a Japanci su izgubili povjerenje u sebe", kaže Ishikawa. „Oni traže veliki projekt koji ih ohrabruje. To, naravno, ne može i ne smije učiniti samo jedna država, već kao međunarodno poduzeće. Ali možda Japan može preuzeti vodeću ulogu u tome zbog svoje popularnosti među ljudima. "

Leahan napominje da iako svemirski lift nije dio američkog zeitgeista, proces stvaranja filma otkrio je strastveni kadar ljudi koji rade na projektu iako to vjerojatno neće biti realizirano tijekom njihovog života.

"Konačno, to je priča o jurnjavi o snovima i razmišljanju o onome što je moguće, i postavlja pitanje, jesmo li još uvijek sanjali onako kako smo navikli?" "Možda i jesmo, ali velike su ideje sada da stvari postanu manje."

Ljudi još uvijek pokušavaju izgraditi svemirski lift