Olkaamme rehellisiä, asioiden lähettäminen avaruuteen rakettien avulla on melko tehoton tapa tehdä asioita. Rakettien valmistus ei ole vain kallista, vaan ne tarvitsevat myös tonnia polttoainetta saavuttaakseen poistumisnopeuden. Ja vaikka yksittäisten laukaisujen kustannuksia alennetaan konseptien, kuten uudelleen käytettävien rakettien ja avaruuslentokoneiden, ansiosta, pysyvämpi ratkaisu voisi olla avaruushissin rakentaminen.
Ja vaikka tällainen megatekniikan projekti ei yksinkertaisesti ole mahdollista tällä hetkellä, on monia tutkijoita ja yrityksiä ympäri maailmaa, jotka ovat sitoutuneet tekemään avaruushissistä todellisuutta elämämme aikana. Esimerkiksi ryhmä japanilaisia insinöörejä Shizuoka-yliopiston teknillisestä tiedekunnasta loi äskettäin avaruushissin mittakaavan mallin, jonka he aikovat avata avaruuteen huomenna (11. syyskuuta).
Tilahissin konsepti on melko yksinkertainen. Pohjimmiltaan se vaatii avaruusaseman rakentamista geosynkronisella kiertoradalla (GSO), joka on maahan kiinnitetty vetolujuudella. Aseman toiseen päähän kiinnitetään vastapaino pitämään kiinnitys suorana samalla kun maan kiertonopeus varmistaa, että se pysyy saman pisteen yläpuolella. Astronautit ja miehistöt matkustaisivat ylös ja alas pitkin autoissa, mikä poistaisi kokonaan rakettien laukaisun tarpeen.
Shizuokan yliopiston insinöörit loivat mittakaavansa vuoksi kaksi erittäin pientä CubeSat-laitetta, joiden kummankin sivut ovat 10 cm (3,9 tuumaa). Ne yhdistetään karkeasti 10 metriä pitkällä (32,8 ft) teräskaapelilla, avaruushissinä toimiva säiliö liikkuu kaapelia pitkin moottoria käyttämällä, ja kuhunkin satelliittiin kiinnitetyt kamerat seuraavat kontin edistymistä.
Mikrosatelliitit on tarkoitus viedä kansainväliselle avaruusasemalle (ISS) 11. syyskuuta, missä ne sitten siirretään avaruuteen testauksen vuoksi. Yhdessä muiden satelliittien kanssa koetta kuljettaa H-IIB-ajoneuvo nro 7, joka lähtee Tanegashiman avaruuskeskuksesta Kagoshiman prefektuurista. Vaikka samanlaisia kokeiluja, joissa kaapeleita jatkettiin avaruudessa, on tehty jo aiemmin, tämä on ensimmäinen testi, jossa esine siirretään kaapelia pitkin kahden satelliitin välillä.
Kuten Shizuoka-yliopiston tiedottaja lainasi AFP: n artikkelissa sanoneen: "Se tulee olemaan maailman ensimmäinen kokeilu hissien liikkuvuuden testaamiseksi avaruudessa."
”Avaruushissi on teoriassa erittäin uskottava. Avaruusmatkailusta voi tulla jotain suosittua tulevaisuudessa ”, lisäsi Shizuoka-yliopiston insinööri Yoji Ishikawa.
Jos koe osoittautuu onnistuneeksi, se auttaa luomaan perustan todelliselle avaruushissille. Mutta tietysti monet merkittävät haasteet on vielä ratkaistava, ennen kuin jotain, joka lähestyy avaruushissiä, voidaan rakentaa. Näistä tärkein on kiinnityskappaleen rakentamiseen käytetty materiaali, jonka olisi oltava sekä kevyt (jotta ei pudota) ja että sen uskomattoman vetolujuuden tulisi vastustaa hissin vastapainoon vaikuttavan keskipakoisvoiman aiheuttamaa jännitystä.
Tämän lisäksi kiinnitysnauhan tulisi myös kestää maan, aurinko ja kuun gravitaatiovoimat, puhumattakaan maan ilmakehän aiheuttamista jännityksistä. Näitä haasteita pidettiin ylitsepääsemättöminä 1900-luvulla, jolloin Arthur C. Clarken kirjoittajat popularisoivat konseptia. Hiilinanoputkien keksinnän ansiosta tutkijat alkoivat kuitenkin vuosisadan vaihteessa ajatella uutta ajatusta.
Nanoputkien valmistus GSO: n asemalle saavuttamiseksi tarvittavassa mittakaavassa on kuitenkin edelleen selvästi nykyisten kykyjemme mukainen. Lisäksi Keith Henson - teknikko, insinööri ja kansallisen avaruusyhdistyksen (NSS) perustaja - väittää, että hiilinanoputkilla ei yksinkertaisesti ole tarvittavaa voimaa kestääkseen kaikenlaisia stressiä. Tätä varten insinöörit ovat ehdottaneet muiden materiaalien, kuten timanttinanofilamenttien, käyttöä, mutta tämän materiaalin tuotanto tarvittavassa mittakaavassa on myös nykyisten kykyjemme ulkopuolella.
Myös muita haasteita ovat, kuten miten välttää avaruusjätteet ja meteoriitit törmäyksestä avaruushissin kanssa, kuinka siirtää sähköä maapallolta avaruuteen ja varmistaa, että jako on kestävä korkeaenergisille kosmisille säteille. Mutta jos ja kun avaruushissi voitaisiin rakentaa, sillä olisi valtavia voittoja, joista vähiten mainittakoon kyky kuljettaa miehistöjä ja rahtia avaruuteen paljon vähemmän rahaa.
Ennen uudelleenkäytettävien rakettien kehittämistä vuonna 2000, hyötykuormien sijoittaminen geostatsionaariselle kiertoradalle tavanomaisia raketteja käyttäen oli noin 25 000 dollaria kilolta (11 000 dollaria puntaa kohti). Spaceward-säätiön laatimien arvioiden mukaan on kuitenkin mahdollista, että hyötykuormat voitaisiin siirtää GSO: lle niin vähän kuin 220 dollaria kilolta (100 dollaria per punta).
Lisäksi hissiä voitaisiin käyttää seuraavan sukupolven satelliittien, kuten avaruuspohjaisten aurinkopaneelien, sijoittamiseen. Toisin kuin maassa sijaitsevat aurinkokennot, joihin kohdistuu päivä- / yöjakso ja muuttuvat sääolosuhteet, nämä matriisit pystyisivät keräämään energiaa 24 tuntia vuorokaudessa, 7 päivää viikossa, 365 päivää vuodessa. Tätä tehoa voitaisiin sitten säteillä satelliiteilta käyttämällä mikroaaltouunilähettimiä vastaanottimen asemille maassa.
Avaruusalukset voitaisiin myös koota kiertoradalle, mikä on toinen kustannusten leikkaamistoimenpide. Tällä hetkellä avaruusalukset on joko koottava kokonaan täällä maan päälle ja avattava avaruuteen, tai erilliset komponentit on asetettava kiertoradalle ja koottava sitten avaruuteen. Joka tapauksessa se on kallis prosessi, joka vaatii raskaita kantoraketteja ja tonnia polttoainetta. Mutta avaruushissillä komponentit voitaisiin nostaa kiertoradalle murto-osan kustannuksista. Vielä parempi, autonomiset tehtaat voitaisiin sijoittaa kiertoradalle, joka kykenee sekä rakentamaan tarvittavat komponentit että kokoamaan avaruusalukset.
Ei siis ihme, miksi useat yritykset ja organisaatiot toivovat löytävänsä tapoja selviytyä teknisistä ja teknisistä haasteista, joita tällainen rakenne aiheuttaisi. Yhtäältä sinulla on Kansainvälinen avaruushissiyhdistelmä (ISEC), joka on vuonna 2008 perustetun kansallisen avaruusyhdistyksen tytäryhtiö edistämään avaruushissin kehittämistä, rakentamista ja käyttöä.
Sitten on Obayashi Corporation, joka työskentelee Shizuokan yliopiston kanssa avaruushissin luomiseksi vuoteen 2050 mennessä. Heidän suunnitelmansa mukaan hissin kaapeli koostuisi 96 000 km: n (59 650 mi) hiilinanoputkikaapelista, joka kykenee kantamaan 100 -ton kiipeilijät. Se koostuu myös halkaisijaltaan 400 m (1312 ft) kelluvasta maansatamasta ja 12 500 tonnin (13 780 US tonnia) vastapainosta.
Kuten professori Yoshio Aoki Nihonin yliopiston tiede- ja teknologiaopistosta (joka valvoo Obayashi Corp.: n avaruushissiprojektia) sanoi: ”[Avaruushissi] on välttämätöntä teollisuudelle, oppilaitoksille ja hallitukselle, jotta ne voisivat yhdistää käsiään teknologisen kehityksen edistämiseksi. .”
Myönnetään, että avaruushissin rakentamiskustannukset olisivat valtavat ja edellyttäisivät todennäköisesti koordinoitua kansainvälistä ja monien sukupolvien ponnistelua. Ja edelleen on merkittäviä haasteita, jotka edellyttävät merkittävää teknistä kehitystä. Mutta näiden kertaluonteisten menojen (plus ylläpitokustannukset) kautta ihmiskunnalla olisi ollut rajoittamaton pääsy avaruuteen lähitulevaisuudessa ja pienemmillä kustannuksilla.
Ja jos tämä kokeilu osoittautuu onnistuneeksi, se tarjoaa olennaista tietoa, joka voisi joskus antaa tietoa avaruushissin luomisesta.
