Govor Arthurja C. Clarka v šestdesetih letih prejšnjega stoletja, ki je razlagal geostacionarne satelite, je Pearsonu dal navdih za celoten koncept vesoljskih dvigal, medtem ko je delal v raziskovalnem centru NASA Ames v Kaliforniji v dneh pristanka Apolla na Luni.
'Clarke je rekel, da je dober način za razumevanje komunikacijskih satelitov v geostacionarni orbiti, če si jih predstavljamo na vrhu visokega stolpa, ki leži 35.786 km (22.236 milj) nad Zemljo,' se spominja Pearson, 'sem pomislil, zakaj ne bi zgradil dejanskega stolp?'
Spoznal je, da je teoretično mogoče parkirati protiutež, kot je majhen asteroid, v geostacionarni orbiti in nato podaljšati kabel navzdol in ga pritrditi na zemeljski ekvator. V teoriji bi lahko dvigala potovali po dolgem kablu in prenašali tovor iz zemeljske gravitacijske vrtine v vesolje za delček cene, ki jo prinašajo kemične rakete.
… v teoriji. Težava takrat in zdaj je v tem, da material, potreben za podporo celo samo težo kabla v Zemljini gravitaciji, ne obstaja. Šele v zadnjih nekaj letih, s pojavom ogljikovih nanocevk – z natezno trdnostjo v igriščih – so ljudje končno prešli fazo smeha in jo začeli resno raziskati. Medtem ko so bile ogljikove nanocevke izdelane v majhnih količinah v laboratoriju, so inženirji še leta oddaljeni od tega, da bi jih povezali v dolg kabel, ki bi lahko zagotovil potrebno moč.
Pearson je vedel, da so tehnični izzivi izjemni, zato se je vprašal, 'zakaj ne bi zgradili dvigala na Luni?'
Na Luni je sila gravitacije ena šestina tistega, kar čutimo tukaj na Zemlji, in kabel vesoljske dvigala je v naši trenutni proizvodni tehnologiji. Raztegnite kabel navzgor s površine Lune in imeli boste poceni način za dostavo mineralov in zalog v zemeljsko orbito.
Lunarno vesoljsko dvigalo bi delovalo drugače kot tisto, ki temelji na Zemlji. Za razliko od našega planeta, ki se vrti vsakih 24 ur, se Luna obrne okoli svoje osi le enkrat na 29 dni; enako količino časa, ki je potreben za dokončanje ene orbite okoli Zemlje. Zato lahko vidimo le eno stran Lune. Koncept geostacionarne orbite v resnici ni smiseln okoli Lune.
Vendar pa obstaja pet mest v sistemu Zemlja-Luna, kamor bi lahko postavili objekt nizke mase – kot je satelit … ali protiutež vesoljskemu dvigalu – in da bi ostali stabilni z zelo malo energije: Lagrangeove točke Zemlja-Luna. Točka L1, točka približno 58.000 km nad površino Lune, bo delovala odlično.
Predstavljajte si, da lebdite v vesolju na točki med Zemljo in Luno, kjer je sila gravitacije iz obeh popolnoma uravnotežena. Poglejte levo in Luna je približno 58.000 km (37.000 milj) stran; poglejte v desno in Zemlja je več kot 5-krat večja od razdalje. Brez kakršnih koli potisnikov boste sčasoma odšli iz te popolne točke ravnotežja in nato začeli pospeševati proti Zemlji ali Luni. L1 je uravnotežen, vendar nestabilen.
Pearson predlaga, da NASA izstreli vesoljsko plovilo, ki nosi ogromno tuljavo kabla do točke L1. Počasi bi se umaknil od točke L1, ko je odvil svoj kabel navzdol na površje Lune. Ko bi bil kabel zasidran na lunino površino, bi zagotovil napetost in celoten kabel bi visel v popolnem ravnovesju, kot nihalo, usmerjeno proti tlom. In kot nihalo bi se dvigalo vedno držalo popolnoma poravnano proti točki L1, ko ga je Zemljina gravitacija vlekla. Misija bi lahko vključevala celo majhnega plezalca na sončno energijo, ki bi se lahko povzpel z lunine površine na vrh kabla in dostavil vzorce luninih kamnin v visoko zemeljsko orbito. Nadaljnje misije bi lahko dostavile cele ekipe plezalcev in koncept spremenile v operacijo množične proizvodnje.
Prednost povezave dvigala z Luno namesto z Zemljo je preprosto dejstvo, da so vključene sile veliko manjše – Lunina gravitacija je 1/6 Zemljine. Namesto eksotičnih nanocevk z izjemno natezno trdnostjo bi lahko kabel izdelali z uporabo visoko trdnih komercialno dostopnih materialov, kot sta Kevlar ali Spectra. Pravzaprav se je Pearson osredotočil na komercialno vlakno, imenovano M5, za katerega izračuna, da bi tehtalo le 6.800 kg za polni kabel, ki bi podpiral dvižno zmogljivost 200 kg na dnu. To je v okviru zmožnosti najmočnejših raket, ki jih dobavljajo Boeing, Lockheed Martin in Arianespace. Ena izstrelitev je potrebna za dvig dvigala na Luno. In ko je dvigalo nameščeno, bi ga lahko začeli krepiti z dodatnimi materiali, kot sta steklo in bor, ki bi jih lahko izdelali na Luni
Torej, kaj bi naredili z vesoljsko dvigalo, ki je povezano z Luno? »Veliko,« pravi Pearson, »na Luni je vseh vrst virov, ki bi jih bilo veliko lažje tam zbrati in pripeljati v orbito, kot pa jih izstreliti z Zemlje. Lunin regolit (lunina umazanija) bi lahko uporabili kot zaščito za vesoljske postaje; kovine in druge minerale bi lahko pridobivali s površine in jih uporabljali za gradnjo v vesolju; in če na južnem polu Lune odkrijejo led, bi lahko dovajali vodo, kisik in celo gorivo za vesoljska plovila.'
Če se vodni led pojavi na južnem polu Lune, lahko tja napeljete drugi kabel in ga nato na koncu povežete s prvim kablom. To bi omogočilo južni lunini bazi, da dostavi material v visoko zemeljsko orbito, ne da bi bilo treba potovati po tleh do osnove prvega dvigala.
Za skale bi bilo super, za ljudi pa ne. Tudi če bi se plezalec dvignil po kablu s hitrostjo več sto kilometrov na uro, bi astronavti potovali tedne in bili izpostavljeni sevanju globokega vesolja. Ko pa govorite o tovoru, zmaga počasi in enakomerno.
Pearson je svojo idejo o luninem dvigalu prvič objavil leta 1979 in od takrat jo postavlja. Letos pa se NASA ne smeji, ampak posluša. Pearsonovo podjetje, Star tehnologija in raziskave , je bil pred kratkim dodeljen 75.000 $ nepovratnih sredstev iz Nasin inštitut za napredne koncepte (NIAC) za šestmesečno študijo, da bi dodatno raziskali zamisel. Če se izkaže, da je ideja obetavna, bi Pearson lahko prejel večjo donacijo za začetek premagovanja nekaterih inženirskih izzivov in poiskal partnerje znotraj ter NASA in zunaj, ki bi pomagali pri njegovem razvoju.
NIAC išče ideje, ki so daleč zunaj Nasinega običajnega območja udobja tehnologij – na primer … dvigalo na Luni – in jih pomaga razviti do te mere, da so bila mnoga tveganja in neznanke odpravljena.
Pearson upa, da mu bo ta nepovratna sredstva pomagala pri Nasi trditi, da bi bilo lunino dvigalo neprecenljiv prispevek k novi viziji raziskovanja vesolja Luna-Mars, ki podpira prihodnje lunine baze in industrije v vesolju. In to bi inženirjem omogočilo, da razumejo težave pri gradnji dvigal v vesolje, ne da bi se najprej lotili ogromnega izziva, da ga zgradijo na Zemlji.
