Svemirski lift je predloženi transportni sistem koji povezuje Zemljinu površinu sa svemirom. Lift bi omogućio vozilima da putuju u orbitu ili svemir bez upotrebe raketa. Dok putovanje liftom ne bi bilo brže od putovanja raketama, bilo bi mnogo skuplje i moglo bi se kontinuirano koristiti za transport tereta i eventualno putnika.
Konstantin Tsiolkovsky je prvi put opisao svemirski lift 1895. Tsiolkovksy je predložio izgradnju tornja od površine do geostacionarne orbite, u suštini praveći nevjerojatno visoku zgradu. Problem sa njegovom idejom je bio da će struktura biti zdrobljena svom težinom iznad nje. Moderni koncepti svemirskih liftova zasnovani su na drugačijem principu — napetosti. Lift bi bio izgrađen pomoću kabela pričvršćenog na jednom kraju na Zemljinu površinu i masivne protuteže na drugom kraju, iznad geostacionarne orbite (35.786 km). Gravitacija bi se povukla na kabel, dok bi centrifugalna sila iz orbitirajuće protuteže povukla prema gore. Suprotstavljene sile bi smanjile stres na liftu, u odnosu na izgradnju kule u svemir.
Dok normalni lift koristi pokretne kablove da povuče platformu gore-dolje, svemirsko dizalo bi se oslonilo na uređaje koji se zovu puzači, penjači ili dizači koji putuju uz stacionarni kabel ili vrpcu. Drugim riječima, lift bi se kretao po kablu. Više penjača bi trebalo da putuju u oba pravca da bi izmaknule vibracije coriolisove sile koje deluju po njihovom pokretu.
Dijelovi svemirskog lifta
Podešavanje za lift bi bilo nešto ovako: masivna stanica, zarobljeni asteroid, ili grupa penjača bi bila pozicioniran više od geostacionarne orbite. Jer bi napetost na kablu bila na svom maksimumu na orbitalnom položaju, kabel bi tamo bio najdublji, stiskajući se prema Zemljinoj površini. Najvjerovatnije, kabel bi ili bio raspoređen iz svemira ili konstruiran u više sekcija, krećući se dolje na Zemlju. Penjači bi se kretali gore-dole po kablu na valjacima, održavani na mjestu trenjem. Napajanje bi se moglo isporučiti postojećom tehnologijom, kao što su prijenos bežične energije, solarna energija, i/ili uskladištena nuklearna energija. Tačka povezivanja na površini mogla bi biti mobilna platforma u okeanu, nudeći sigurnost za lift i fleksibilnost za izbjegavanje prepreka.
Putovanje svemirskim liftom ne bi bilo brzo! Vrijeme putovanja od jednog kraja do drugog bi bilo nekoliko dana do mjeseca. Da bi se udaljenost stavila u perspektivu, ako bi se penjač kretao na 300 km/h (190 mph), bilo bi potrebno pet dana da dođe do geosinhrone orbite. Pošto penjači treba da rade u koncertu sa drugima na kablu da bi bio stabilan, to bi, poverljivo, napredak bio mnogo sporiji.
Izazovi koji tek treba da se prevazidju
Najveća prepreka konstrukciji svemirskog lifta je nedostatak materijala s dovoljno visokom vlačnu čvrstoću i elastičnost i dovoljno niskom denzitetom za izgradnju kabela ili vrpce. Dosad bi najjači materijali za kabel bili dijamantski nanoni (prvi put sintetizirani 2014. godine) ili nanotubule ugljika. Ovi materijali tek treba da se sintetiziraju na dovoljnoj dužini ili vlačnosti u odnosu na denzitet. Kovalentne hemijske veze koje povezuju ugljikove atome u ugljikovim ili dijamantnim nanocijevima mogu izdržati samo toliko stresa prije otkopčavanja ili cijepanja. Naučnici izračunaju naprezanje koje veze mogu da podrže, potvrđujući da, iako je moguće da jednog dana konstruiše vrpcu dovoljno dugo da se proteže od Zemlje do geostacionarne orbite, ne bi mogla da održi dodatni stres iz okoline, vibracija, i penjača.
Vibracije i klimanje su ozbiljna razmatranja. Kabel bi bio podložan pritisku od sunčevog vjetra, harmonika (dakle, poput stvarno duge violinske žice), udara gromova, i klimanja od Coriolisove sile. Jedno rješenje bi bilo da se kontroliše kretanje puzača kako bi se nadoknadili neki od efekata.
Drugi problem je što je prostor između geostacionarne orbite i Zemljine površine prekriven svemirskim smećem i krhotinama. Rješenja uključuju čišćenje bliskozemnog prostora ili pravljenje orbitalne protuteže sposobnim za izbjegavanje prepreka.
Druga pitanja uključuju koroziju, mikrometeoritne udare, i efekte Van Allenovih radijacijskih pojaseva (problem i za materijale i za organizme).
Veličina izazova u odnosu na razvoj raketa koje se mogu više puta ukorišiti, poput onih koje je razvio SpaceX, umanjila je interesovanje za svemirska dizala, ali to ne znači da je ideja lifta mrtva.
Svemirski liftovi nisu samo za Zemlju
Pogodan materijal za svemirski lift na zemlji tek treba da se razvije, ali postojeći materijali su dovoljno jaki da podrže svemirski lift na Mesecu, drugim mesecima, Marsu ili asteroidima. Mars ima oko trećinu gravitacije Zemlje, a ipak se okreće otprilike istom brzinom, tako da bi marsovski svemirski lift bio mnogo kraći od jednog izgrađenog na Zemlji. Dizalo na Marsu bi se moralo obratiti niskoj orbiti Mjeseca Fobosa, koji redovito presječe Marsov ekvator. Komplikacija za mjesečev lift, s druge strane, je da se Mjesec ne okreće dovoljno brzo da ponudi stacionarnu orbitnu tačku. Međutim, umjesto toga bi se mogle koristiti lagrangijanski bodovi. Iako bi mjesečevo dizalo bilo dugo 50.000 km na bliskoj strani Mjeseca i još duže na dalekoj strani, donja gravitacija čini gradnju izvodljivom. Marsov lift bi mogao osigurati tekući transport izvan gravitacije planete, dok bi se mjesečev lift mogao koristiti za slanje materijala sa Mjeseca na lokaciju do koje je Zemlja mogla stići.
Kada će svemirski lift biti izgrađen?
Brojne kompanije su predložile planove za svemirske liftove. Studije izvodljivosti pokazuju da lift neće biti izgrađen dok (a) ne bude otkriven materijal koji može podržati napetost za zemaljski lift ili (b) postoji potrebu za liftom na Mjesecu ili Marsu. Iako je verovatno da će uslovi biti isipani u 21. veku, dodavanje vožnje svemirskim liftom na vašu listu kanti bi moglo biti preuranjeno.
Helmenstine, Anne Marie, ph.D. "Kako bi svemirski lift radio." ThoughtCo, Feb. 16, 2021, thoughtco.com/how-a-space-elevator-would-work-4147230.
