Laten we eerlijk zijn, dingen in de ruimte lanceren met raketten is een behoorlijk inefficiënte manier om dingen te doen. Niet alleen zijn raketten duur om te bouwen, ze hebben ook een ton brandstof nodig om de ontsnappingssnelheid te bereiken. En terwijl de kosten van individuele lanceringen worden verlaagd dankzij concepten als herbruikbare raketten en ruimtevliegtuigen, een meer permanente oplossing zou kunnen zijn om een ​​ruimtelift te bouwen.

En hoewel een dergelijk project van mega-engineering nu gewoon niet haalbaar is, er zijn veel wetenschappers en bedrijven over de hele wereld die zich inzetten om een ​​ruimtelift binnen ons leven werkelijkheid te maken. Bijvoorbeeld, een team van Japanse ingenieurs van de Faculteit Ingenieurswetenschappen van de Shizuoka University heeft onlangs een schaalmodel gemaakt van een ruimtelift die ze morgen (11 september) de ruimte in zullen lanceren.

Het concept voor een ruimtelift is vrij eenvoudig. In principe, het roept op tot de bouw van een ruimtestation in een geosynchrone baan (GSO) dat door een trekstructuur aan de aarde is vastgemaakt. Aan het andere uiteinde van het station zou een contragewicht worden bevestigd om de ketting recht te houden, terwijl de rotatiesnelheid van de aarde ervoor zorgt dat deze op dezelfde plek blijft. Astronauten en bemanningen reisden op en neer in auto's, waardoor raketlanceringen helemaal niet meer nodig zouden zijn.

Omwille van hun schaalmodel, de ingenieurs van Shizuoka University creëerden twee ultrakleine CubeSats, die elk 10 cm (3,9 inch) aan een kant meet. Deze zijn verbonden door een ongeveer 10 meter lange (32,8 ft) stalen kabel, een container die werkt als een ruimtelift beweegt langs de kabel met behulp van een motor, en camera's die op elke satelliet zijn gemonteerd, houden de voortgang van de container in de gaten.

De microsatellieten zullen naar verwachting op 11 september naar het International Space Station (ISS) worden gelanceerd. waar ze vervolgens in de ruimte zullen worden ingezet om te testen. Samen met andere satellieten, het experiment zal worden uitgevoerd door H-IIB voertuig nr. 7, die zal lanceren vanuit het Tanegashima Space Center in de prefectuur Kagoshima. Terwijl soortgelijke experimenten waarbij kabels in de ruimte werden verlengd, eerder zijn uitgevoerd, dit is de eerste test waarbij een object langs een kabel tussen twee satellieten wordt bewogen.

Zoals een woordvoerder van de Shizuoka University in een artikel van de AFP zei:"Het wordt 's werelds eerste experiment om liftbewegingen in de ruimte te testen."

"In theorie, een ruimtelift is zeer aannemelijk. Ruimtevaart kan in de toekomst iets populairs worden, ", voegde Yoji Ishikawa, ingenieur van de Shizuoka University, toe.

Als het experiment succesvol blijkt, het zal helpen de basis te leggen voor een echte ruimtelift. Maar natuurlijk, er moeten nog veel belangrijke uitdagingen worden opgelost voordat iets in de buurt van een ruimtelift kan worden gebouwd. De belangrijkste hiervan is het materiaal dat is gebruikt om de ketting te bouwen, die zowel licht van gewicht moet zijn (om niet in te storten) als een ongelooflijke treksterkte moet hebben om weerstand te bieden aan de spanning die wordt veroorzaakt door de middelpuntvliedende kracht die op het contragewicht van de lift werkt.

Daarbovenop, de ketting zou ook de zwaartekracht van de aarde moeten weerstaan, de zon en de maan, om nog maar te zwijgen van de spanningen die worden veroorzaakt door de atmosferische omstandigheden op aarde. Deze uitdaging werd in de 20e eeuw als onoverkomelijk beschouwd, toen het concept werd gepopulariseerd door schrijvers als Arthur C. Clarke. Echter, bij de eeuwwisseling, dankzij de uitvinding van koolstofnanobuisjes, wetenschappers begonnen het idee te heroverwegen.

Echter, nanobuisjes produceren op de schaal die nodig is om een ​​station in GSO te bereiken, gaat nog steeds ver buiten onze huidige mogelijkheden. In aanvulling, Keith Henson – een technoloog, ingenieur, en de mede-oprichter van de National Space Society (NSS) - stelt dat koolstofnanobuisjes gewoon niet de nodige sterkte hebben om de soorten stress te doorstaan. hieraan, ingenieurs hebben voorgesteld om andere materialen te gebruiken, zoals diamant nanofilament, maar de productie van dit materiaal op de vereiste schaal gaat ook onze huidige mogelijkheden te boven.

Er zijn ook andere uitdagingen, waaronder hoe te voorkomen dat ruimtepuin en meteorieten in botsing komen met de ruimtelift, hoe elektriciteit van de aarde naar de ruimte te transporteren, en ervoor te zorgen dat de ketting bestand is tegen hoogenergetische kosmische straling. Maar als en wanneer er een ruimtelift zou kunnen worden gebouwd, het zou enorme uitbetalingen hebben, niet de minste daarvan zou de mogelijkheid zijn om bemanningen en vracht naar de ruimte te vervoeren voor veel minder geld.

In 2000, voorafgaand aan de ontwikkeling van herbruikbare raketten, de kosten om ladingen in een geostationaire baan te plaatsen met behulp van conventionele raketten waren ongeveer US $ 25, 000 per kilogram (US $ 11, 000 per pond). Echter, volgens schattingen opgesteld door de Spaceward Foundation, het is mogelijk dat payloads kunnen worden overgedragen aan GSO voor slechts $ 220 per kg ($ 100 per pond).

In aanvulling, de lift kan worden gebruikt om satellieten van de volgende generatie in te zetten, zoals op de ruimte gebaseerde zonnepanelen. In tegenstelling tot zonnepanelen op de grond, die onderhevig zijn aan de dag/nacht-cyclus en veranderende weersomstandigheden, deze arrays zouden 24 uur per dag stroom kunnen verzamelen, 7 dagen per week, 365 dagen per jaar. Dit vermogen zou vervolgens van de satellieten kunnen worden gestraald met behulp van microgolfzenders naar ontvangststations op de grond.

Ruimteschepen kunnen ook in een baan om de aarde worden geassembleerd, een andere kostenbesparende maatregel. Momenteel, ruimtevaartuigen moeten ofwel hier op aarde volledig worden geassembleerd en in de ruimte worden gelanceerd, of om afzonderlijke componenten in een baan om de aarde te laten lanceren en vervolgens in de ruimte te monteren. Hoe dan ook, het is een duur proces dat zware draagraketten en tonnen brandstof vereist. Maar met een ruimtelift, componenten kunnen voor een fractie van de kosten in een baan om de aarde worden getild. Nog beter, autonome fabrieken zouden in een baan om de aarde kunnen worden geplaatst die in staat zouden zijn om zowel de benodigde componenten te bouwen als ruimtevaartuigen in elkaar te zetten.

Geen wonder waarom meerdere bedrijven en organisaties hopen manieren te vinden om de technische en technische uitdagingen die zo'n structuur met zich mee zou brengen, te overwinnen. Aan de ene kant, je hebt het International Space Elevator Consortium (ISEC), een filiaal van de National Space Society die in 2008 werd opgericht om de ontwikkeling te bevorderen, bouw, en bediening van een ruimtelift.

Dan is er de Obayashi Corporation, die samenwerkt met Shizuoka University om tegen het jaar 2050 een ruimtelift te creëren. Volgens hun plan, de kabel van de lift zou bestaan ​​uit een 96, 000 km (59, 650 mi) koolstof nanobuis kabel geschikt voor 100 ton klimmers. Het zal ook bestaan ​​uit een drijvende Earth Port met een diameter van 400 m (1312 ft) en een 12, 500 ton (13, 780 US ton) contragewicht.

Zoals professor Yoshio Aoki van het Nihon University College of Science and Technology (die toezicht houdt op het ruimteliftproject van Obayashi Corp.) zei:"[Een ruimtelift] is essentieel voor industrieën, onderwijsinstellingen en de overheid om de handen ineen te slaan voor technologische ontwikkeling."

Toegekend, de kosten van het bouwen van een ruimtelift zouden enorm zijn en zouden waarschijnlijk een gezamenlijke internationale inspanning van meerdere generaties vergen. En er blijven belangrijke uitdagingen die aanzienlijke technologische ontwikkelingen vergen. Maar voor deze eenmalige uitgave (plus de onderhoudskosten), de mensheid in de nabije toekomst onbeperkte toegang tot de ruimte zou hebben, en tegen aanzienlijk lagere kosten.

En als dit experiment succesvol blijkt, het zal essentiële gegevens opleveren die op een dag de oprichting van een ruimtelift zouden kunnen informeren.