Od nebeskog dvorca do svemirskog dizala

Otkad je 1961. godine Jurij Gagarin poletio u svemir, to iskustvo doživjelo je manje od tisuću ljudi. Ilustracije radi: tijekom 1998. samo je 32 ljudi, od 6 milijardi koliko nas ima, putovalo u svemir. Glavni krivac za to što ne putujemo u orbitalne hotele je veliki trošak putovanja. Cijena dolaska u orbitu iznosi oko 22.000 dolara po kilogramu, pa sami izračunajte koliko bi koštala karta za osobu od 70 kg. U današnjem space shuttleu najveći pojedinačni trošak je gorivo, jer do niže orbite space shuttle u samo osam minuta sagori 1,8 milijuna kg goriva.

Postoji zamisao na koji način to promijeniti. Pomalo je nalik indijskom triku s užetom, a slavu stječe pod nazivom - svemirsko dizalo. Poput svih velikih ideja, u osnovi je jednostavna. No, samo u osnovi. Potrebno je sagraditi iznimno visok toranj i u orbitu postaviti neku masu kabelom spojenu s tim tornjem. Uz taj bi se kabel penjalo i spuštalo svemirsko vozilo. Velika masa u orbiti rotirala bi jednakom brzinom kao i Zemlja, tako da bi se uvijek nalazila iznad iste točke na Zemlji.

Po kabelu bi se kretalo “dizalo”, svemirska letjelica ili pak neka vrsta vlaka na magnetsku levitaciju (da nema trenja), za koji bi energiju osiguravala elektrana na tlu. Što bi vozilo bilo više, električne bi energije trebalo manje. Vozilo bi se sve više oslanjalo na centrifugalnu silu koja bi bila rezultat mase-protutege u orbiti. Na kraju kabela vozilo bi već moglo dostići brzinu od 10,93 km/s. Ako bi tom brzinom izletjelo s kabela u svemir, do Marsa bi moglo stići za nekoliko dana ili tjedana, umjesto za nekoliko mjeseci kao danas.

Toranj od 50 km
Prema prvim zamislima, toranj na Zemlji nalazio bi se na ekvatoru, a bio bi visok 50 km. Od njega do orbite protezao bi se kabel dužine 150.000 km, što je trećina udaljenosti Mjeseca od Zemlje. Novije NASA-ine procjene govore o kabelu koji bi se spuštao iz geostacionarne putanje iznad ekvatora, s udaljenosti od 35.787 kilometara. Prema drugim procjenama, superčvrsta vrpca od ugljikova nanocjevasta kompozitna materijala protezala bi se od morske platforme na otvorenome moru u blizini ekvatora do protuutega u stacionarnoj orbiti na visini od 100.000 km.

I toranj i kabel morali bi biti od materijala dovoljno jakog da ga Zemlja i protuuteg u orbiti ne rastrgnu. Znanstvenici vjeruju da bi posebno opremljen satelit iz orbite mogao graditi kabel pomoću nanostrojeva koji bi konstruirali molekulu po molekulu. Ili bi se tanki sloj unutrašnjeg dijela kabela spustio iz orbite i pričvrstio za “sidro” na ekvatoru, odakle bi automatski penjači počeli dodavati slojeve za jačanje kabela. U NASA-i procjenjuju da bi takva gradnja trajala od tri do pet godina. Za protuteg je kandidat asteroid - umjetni ili pravi.

Danas se razvijaju materijali (poput ugljikovih nanocijevi, tj. minijaturnih vlakana 100 puta čvršćih od čelika) koji bi, prema prvim procjenama, mogli omogućiti konstrukciju svemirskog dizala do 2100. godine. Tada bi od 4 do 6 maglev-vlakova neprekidno vozilo uz kabel u orbitu te bi čak stajali na nekoliko stanica da iskrcaju teret, a cijena karte odgovarala bi današnjoj cijeni avionske karte.

Prvi projekti
No, možda dan kada ćemo se moći popeti u svemir po čarobnom užetu i nije tako daleko. Robot od 10 kg privatne istraživačke tvrtka FA iz države Washington je u rujnu 2005. pomoću mehaničkog pogona putovao 300 metara u vis po vrpci obješenoj iz balona. Istraživači tvrtke FA nadaju se da će uspinjanje u konačnici biti pokretano visokoenergetskim svjetlosnim zrakama.

U međuvremenu, pokrenut je i natječaj (sličan natječaju “X-Prize” koji je doveo do prvog privatnog svemirskog leta) kako bi se istražile dvije ključne tehnologije potrebne za svemirsko dizalo - “izazov vrpce” i “izazov pogonske zrake”. Novac za nagradu osiguran je iz NASA-ina programa “Stoljetni izazov”, a cilj je bio potaknuti timove znanstvenika sa sveučilišta kao i male nezavisne tvrtke i pojedince. Prva nagrada od 50.000 dolara trebala je pripasti najboljim projektima koji udovolje unaprijed zadanim zahtjevima u spomenute dvije discipline. Najučinkovitiji način bežična napajanja robota penjača natjecatelji su temeljili na napajanju pomoću svjetlosti ili topline, no nijedan koncept nije osvojio nagradu.

U drugoj disciplini - konstrukciji što čvršćeg kabela - pobjednički je kabel izdržao 770 kg težine iako je bio dugačak dva metra, a težio samo dva grama. Fantastično - ali i nedovoljno za put u orbitu.

NASA-ino natjecanje se nastavilo. 2006. je nagrada povećana na 200.000 dolara, a 2007. na milijun. Projekt je dobio i ime: “Elevator: 2010”, ali ne i osvajača nagrade. Ipak, nije bilo uzaludno - tim USST sa Sveučilišta Saskatchewan laserom je pokretao 25-kilogramski penjač prosječnom brzino od 1,8 m/s dužinom od 94 m. Tim Kansas City Space Pirates prikazao je najbrži kratki uspon – brže od 3,5 m/s koristeći izravno Sunčevo svjetlo. Tim Astroaranea izradio je najčvršći kabel, ali ipak nitko nije zadovoljio uvjete za osvajanje nagrade, pa se obje nagrade premještaju na “2008 Space Elevator Games”, gdje je mamac povećan na 4 milijuna dolara.