Liftom do svemira

[Bred]

Mo¾emo li oèekivati da se za desetak godina koriste liftovi koji prevoze do visine od 100.000 km? Hoæe li nam u bliskoj buduænosti odmor u svemiru biti dostupan?

pi¹e: Jasna Petroviæ

Vizija svemirskog lifta. Izvor: NASA
Vizija svemirskog lifta. Izvor: NASA

Jo¹ u antièko doba ljudi su koristili sredstva koja su ih br¾e, lak¹e i efikasnije vodila do cilja na visini. Prvi „liftovi“ bili su jednostavne naprave koje su funkcionisale uz pomoæ snage ¾ivotinja, ljudi ili vode. Liftovi kakve danas poznajemo pojavili su se poèetkom 19. veka. Gradnja nebodera danas bi bila nezamisliva bez ovog transportnog sredstva. Svedoci smo sve veæeg broja liftova koji prevoze ljude i po vi¹e stotina metara vertikalno. Ali ¹ta je to u poreðenju sa liftom koji vodi pravo u svemir i dose¾e do visine od neverovatnih 100.000 km?

Motivacija za ovakav projekat le¾i u do sada neefikasnom kori¹æenju raketa u kosmonautici. Tro¹kovi lansiranja tereta u orbitu raketom iznose oko 20.000 amerièkih dolara po kilogramu. Glavni razlog za to je sto najèe¹æe manje od 10% mase rakete odlazi na koristan teret dok preostalih 90% mase otpada na gorivo i motore potrebne za savladavanje zemljine te¾e i podizanje rakete u orbitu.
Ilustracija principa svemirskog lifta – centar mase u geostacionarnoj orbiti
Ilustracija principa svemirskog lifta – centar mase u geostacionarnoj orbiti

Prevod labela sa Slike 1 (Lift_Slika1.png):

Earth = Zemlja

Climber = Transporter

Cable = Kabl

Geosynchronous orbit = Geostacionarna orbita

Center of mass for the elevator = Centar mase svemirskog lifta

Counterweight = Protivteg

Jedno bolje i ekonomiènije re¹enje bilo bi izgradnja svemirskog lifta. Jednostavnim reènikom, bio bi to supersna¾an, laki kabl, koji bi se protezao od povr¹ine Zemlje do 100.000 km u svemir i slu¾io za transport putnika i tereta. Tro¹kovi lansiranja putem svemirskog lifta bili bi znaèajno umanjeni i po procenama vodeæih struènjaka za ovu oblast iznosili bi od 200 do samo desetak amerièkih dolara po kilogramu! Drugim reèima, podizanje tereta u svemir pomoæu svemirskog lifta moglo bi da postane podjednako jeftino kao i avionski prenos tereta preko Tihog ili Atlanskog Okena, na primer.

Pomoæu ovakvog lifta nekoliko decenija prisutna ideja prikupljanja solarne energije u orbiti putem gigantskih kolektora i njeno preno¹enje na Zemlju bila bi konaèno ostvariva. Pru¾iæe se moguænosti i za druge poduhvate, od rudarstva na asteroidima sve do masovnog svemirskog turizma.

Smatra se da prvi koncept svemirskog lifta potièe od ruskog nauènika Konstantina Ciolkovskog. Davne 1895. godine, inspirisan tek sagraðenim Ajfelovim tornjom u Parizu, Ciolkolovski je koncipirao toranj koji bi bio napravljen na zemlji i dostizao visinu od 35.790 km iznad mora.

Kako bi zapravo funkcionisao buduæi svemirski lift?

Mnogo razlièitih tipova svemirskih liftova je do sada predlo¾eno. Najzastupljeniji predlog i jedini koncept koji je trenutno predmet intenzivnog istra¾ivanja jeste povodac, u formi kabla, koji se di¾e uspravno sa Zemljine povr¹ine, prolazi kroz geostacionarnu orbitu na 36.000 km i zavr¹ava se jednim protivtegom od vi¹e stotina tona na visini od 100.000 km. Kabl bi se odr¾avao u vazduhu slièno principu po kome konac koji ima teg na jednom kraju ostaje zategnut dok ga kru¾no vrtimo dr¾eæi ga za drugi kraj. Naime, postavljanjem centra mase celokupne konstrukcije svemirskog lifta na ivicu geostacionarne orbite, inertne sile protivtega, uzrokovane Zemljinom rotacijom, anulirale bi silu Zemljine gravitacije i dr¾ale kabl zategnutim.

Celokupna konstrukcija svemirskog lifta ukljuèuje: baznu stanicu na Zemlji, kabl, transporter i protivteg u svemiru.

Bazna stanica bi mogla biti mobilna ili statièna. Mobilna stanica u obliku ploveæe platforme na okeanu imala bi prednost manevrisanja kako bi se izbegli jaki vetrovi i oluje, ili sudari sa avionima ili satelitima.
Ilustracija bazne stanice - ploveæa okeanska platforma. Izvor: Liftport Group
Ilustracija bazne stanice - ploveæa okeanska platforma. Izvor: Liftport Group

Jedan od najveæih izazova u konstruisanju svemirskog lifta jeste nala¾enje odgovarajuæeg materijala od koga bi kabl bio izgraðen. To bi trebalo da bude materijal koji je u stanju da trpi veliki pritisak, a istovremeno lagan i ekonomski isplativ. Do poèetka devedesetih godina 20. veka materijal takvih karakteristika nije postojao. Meðutim, japanski nauènik Sumio Iijima 1991. godine otkrio je karbon nanocevi (carbon nanotubes). U teoriji, materijali bazirani na karbon nanocevima imaju potencijal da budu i do 100 puta èvr¹æi od èelika! Ovo je èak tri puta vi¹e od onoga sto je potrebno za funkcionisanje svemirskog lifta.

Transporter (climber) bi se uzdizao uz kabl, noseæi ljude ili teret. Za putnike bi to bio pravi putnièki brod u svemir, sa spavaæom sobom, malom kuhinjom i, naravno, prozorima sa zadivljujucim pogledima na solarni sistem. Di¾uci se brzinom od 190 km po satu ova kola bi stigla do geostacionarne orbite za oko osam dana.

NASA pokazuje veliko interesovanje za projekat svemirskog lifta i u toj ideji vidi potencijal. Osim iscrpnih studija o svemirskom liftu (http://liftport.com/files/521Edwards.pdf) NASA istra¾uje nanotehnologije koje æe, po njima, omoguæiti sledeæi „giant leap“ buduæeg istra¾ivanja svemira èiji va¾an deo predstavlja koncept svemirskog lifta (http://science.nasa.gov/headlines/y2005/27jul_nanotech.htm). (http://img149.nono9.us/my.php?image=svemir1zo.jpg)

Konstrukcija svemirskog lifta bi ljudskoj civilizaciji uèinila svemir bli¾im nego ikada pre. Drastièno smanjivanje tro¹kova putovanja izmeðu Zemlje i njene orbite omoguæilo bi eksploatisanje mineralima bogatih asteroida. Svemirski turizam i odmor u bezgravitacionom prostoru geostacionarne orbite konaèno bi postao pristupaèan proseèno imuænim ljudima. Jedan od vodeæih eksperata i autoriteta za svemirske liftove Dr. Bradley Edwards predviða da bi, uz neophodne finansije, konstrukcija prvog svemirskog lifta mogla biti zavr¹ena za deset do maksimalno petnaest godina. Prema njegovim reèima, svemirski liftovi bi mogli da promene civilizacijski tok, kao sto je izum i razvoj kamenog oruða to uèinio u praskozorju ljudske civilizacije.

O liftu koji vodi do svemira mogli smo da èitamo u nauèno fantastiènom romanu Sir Artur Klarka “Rajski vodoskoci” (The Fountains of Paradise) objavljenim krajem sedamdesetih godina pro¹log veka, gde in¾enjeri podi¾u ovaj lift sa vrha planine do geostacionarne orbite, na oko 36.000 km visine. Zahvaljujuæi ovom nadarenom piscu i pronalazaèu, ideja svemirskog lifta pribli¾ena je ¹iroj javnosti. Danas to vi¹e ne pripada domenu nauène fantastike, veæ postaje realnost i nauèna èinjenica na kojoj se intenzivno radi. Ostaje nam da zapoènemo odbrojavanje do 2018. godine, za kada je kompanija http://www.liftport.com, osnovana sa glavnim ciljem izgradnje infrastrukture svemirskog transporta, predvidela podizanje prvog svemirskog lifta.