Виступ Артура К. Кларка в 1960-х роках, що пояснює геостаціонарні супутники, дав Пірсону натхнення на всю концепцію космічних ліфтів, коли він працював у Науково-дослідному центрі НАСА Еймс в Каліфорнії за часів посадки на Місяць Аполлона.
"Кларк сказав, що хороший спосіб зрозуміти супутники зв'язку на геостаціонарній орбіті - це уявити їх на вершині високої вежі, що піднялася на 35 876 км (22 236 миль) над Землею", - згадує Пірсон, "Я зрозумів, чому б не побудувати фактичну башта? "
Він зрозумів, що теоретично можна припаркувати противагу, як невеликий астероїд, на геостаціонарній орбіті, а потім простягнути кабель вниз і закріпити його на екваторі Землі. Теоретично вагони ліфтів могли проїхати довгий кабель і переносити вантаж із сили тяжіння Землі добре і в космос за частку ціни, що доставляється хімічними ракетами.
… теоретично. Проблема тоді, і зараз, полягає в тому, що матеріалу, необхідного для підтримки навіть простої ваги кабелю в земній силі Землі, не існує. Лише в останні кілька років, з появою вуглецевих нанотрубок - з міцністю на розрив у бальній частині - люди нарешті пройшли повз стадію сміху і почали серйозно розслідувати її. І хоча вуглецеві нанотрубки виробляються в невеликій кількості в лабораторії, інженери ще багато років від плетіння їх разом у довгий кабель, який міг би забезпечити необхідну міцність.
Пірсон знав, що технічні проблеми є грізними, і він задумався: "чому б не побудувати елеватор на Місяці?"
На Місяць сила тяжіння - це шоста частина того, що ми відчуваємо тут, на Землі, і космічний кабель елеватора цілком відповідає нашій сучасній технології виготовлення. Протягніть кабель вгору від поверхні Місяця, і у вас буде недорогий спосіб доставки мінералів і запасів на земну орбіту.
Місячний космічний ліфт працював би інакше, ніж на базі Землі. На відміну від нашої власної планети, яка обертається кожні 24 години, Місяць повертається на свою вісь раз на 29 днів; стільки ж часу, що потрібно для завершення однієї орбіти навколо Землі. Ось чому ми можемо побачити лише одну сторону Місяця. Поняття геостаціонарної орбіти насправді не має сенсу навколо Місяця.
Однак у системі Земля-Місяць є п'ять місць, куди можна розмістити об'єкт низької маси - наприклад, супутник ... або противагу космічного ліфта - і вони залишатимуться стабільними з дуже малою енергією: точки Лагранжа Земля-Місяць. Точка L1, місце приблизно на 58000 км над поверхнею Місяця, буде працювати ідеально.
Уявляючи, що ви пливете в космосі в точці між Землею і Місяцем, де сила тяжіння обох ідеально врівноважена. Подивіться ліворуч, а Місяць знаходиться приблизно за 58 000 км (37 000 миль); дивіться праворуч, і Земля більш ніж у 5 разів перевищує цю відстань. Без будь-якого роду поштовхів, ви з часом вийдете з цієї ідеальної точки балансування, а потім почнете прискорюватись до Землі чи Місяця. L1 врівноважений, але нестабільний.
Пірсон пропонує НАСА запустити космічний корабель, який перевозить величезну котушку кабелю до точки L1. Він повільно відступив би від точки L1, коли відкрутив кабель до поверхні Місяця. Після того, як кабель був прикріплений до місячної поверхні, він забезпечив би напругу, і весь кабель буде висіти в ідеальному рівновазі, як маятник, спрямований до землі. І як маятник, ліфт завжди буде ідеально орієнтований на точку L1, оскільки сила тяжіння Землі відхиляється від нього. Місія може включати навіть невеликого альпініста, що працює на сонячній енергії, який міг би піднятися від місячної поверхні до вершини кабелю та доставити зразки лунних порід на високу орбіту Землі. Подальші місії можуть доставити цілі команди альпіністів і перетворити концепцію в операцію масового виробництва.
Перевагою підключення ліфта до Місяця замість Землі є простий факт, що задіяні сили набагато менші - гравітація Місяця на 1/6 частку Землі. Замість екзотичних нанотрубок із надзвичайною міцністю на розрив кабель можна було б побудувати за допомогою високоміцних комерційно доступних матеріалів, таких як Kevlar або Spectra. Насправді Пірсон застосував на комерційному волокні під назвою M5, який, за його підрахунками, важив би лише 6 800 кг для повного кабелю, який би підтримував вантажопідйомність 200 кг на базі. Це цілком можливо в межах можливостей найпотужніших ракет, поставлених Boeing, Lockheed Martin та Arianespace. Один запуск - потрібно поставити ліфт на Місяць. І як тільки ліфт буде встановлений, ви можете почати його армування додатковими матеріалами, такими як скло та бор, які можна було б виготовити на Місяці
Отже, що б ви зробили з космічним ліфтом, підключеним до Місяця? «Багато, - каже Пірсон, - на Місяці є всілякі ресурси, які було б набагато простіше зібрати там і вивести на орбіту, а не запускати їх із Землі. Місячний реголіт (місячний бруд) може використовуватися як екранування для космічних станцій; метали та інші корисні копалини можна видобувати з поверхні та використовувати для будівництва в космосі; і якщо на південному полюсі Місяця буде виявлений лід, ви можете постачати воду, кисень і навіть паливо космічним кораблям. "
Якщо водний лід виявиться на південному полюсі Місяця, ви можете провести там другий кабель, а потім підключити його в кінці до першого кабелю. Це дозволило б південній базі Місяця доставити матеріал на навколоземну орбіту без необхідності подорожувати по землі до основи першого елеватора.
Це було б чудово для скель, але не для людей. Навіть якби альпініст рухався вгору по тросі за сотні кілометрів на годину, космонавти їхали б тижнями і зазнали би радіації глибокого космосу. Але коли ви говорите про вантаж, повільний і стійкий виграє гонку.
Пірсон вперше опублікував свою ідею місячного ліфта ще в 1979 році, і він розбудовує її з тих пір. Цього року, хоча NASA не сміється, вони слухають. Компанія Pearson, Star Technology and Research, нещодавно отримала грант в розмірі 75 000 доларів від Інституту розширених концепцій NASA (NIAC) NASA за шестимісячне дослідження для подальшого дослідження ідеї. Якщо ця ідея виявиться багатообіцяючою, Пірсон міг би отримати більший грант на початок подолання деяких інженерних викликів, а також шукати партнерів всередині та NASA та надавати допомогу в його розвитку.
NIAC шукає ідеї, що знаходяться поза зоною звичайної технології комфорту НАСА - наприклад ... елеватор на Місяці - і допомагає розвинути їх до того, що багато ризиків і невідомих були виправлені.
Пірсон сподівається, що цей грант допоможе йому зробити справу НАСА про те, що місячний елеватор буде неоціненним внеском у нове бачення космічних досліджень Місяць-Марс, підтримуючи майбутні місячні бази та галузі космосу. І це дало б інженерам можливість зрозуміти труднощі побудови ліфтів у космосі, не приймаючи спочатку величезну проблему побудови його на Землі.
Автор Фрейзер Каїн
