Реч на Артър К. Кларк през 60-те години, обясняваща геостационарните спътници, даде на Пиърсън вдъхновение за цялата концепция за космически асансьори, докато той работеше в изследователския център на НАСА Еймс в Калифорния през дните на кацанията на Аполон Луна.
„Кларк каза, че един добър начин да разберем спътниковите комуникации в геостационарна орбита е да си ги представим на върха на висока кула, кацнала на 35 876 км (22 236 мили) над Земята“, спомня си Пиърсън, „Реших, защо да не изградя действително кула? "
Той разбра, че теоретично е възможно да паркира противотежест, като малък астероид, в геостационарна орбита и след това да удължи кабел надолу и да го прикрепи към земния екватор. На теория асансьорните коли могат да пътуват по дългия кабел и да прехвърлят товари от гравитацията на Земята добре и в космоса с част от цената, доставена от химическите ракети.
… на теория. Проблемът тогава и сега е, че материалът, необходим за поддържане дори само на теглото на кабела в земната гравитация, не съществува. Само през последните няколко години, с появата на въглеродни нанотръби - с якост на опън в топката, хората най-накрая преминаха през етапа на смях и започнаха сериозно да го изследват. И макар въглеродните нанотръби да са произведени в малки количества в лабораторията, инженерите все още са на разстояние от сплитането им заедно в дълъг кабел, който би могъл да осигури необходимата здравина.
Пиърсън знаеше, че техническите предизвикателства са огромни и затова се зачуди: „защо да не построи асансьор на Луната?“
На Луната силата на гравитацията е една шеста от това, което чувстваме тук на Земята, а кабелът за космически асансьор е добре в рамките на настоящата ни производствена технология. Протегнете кабел от повърхността на Луната и ще имате евтин метод за доставка на минерали и запаси в земната орбита.
Лунен космически асансьор би работил по различен начин от този, базиран на Земята. За разлика от нашата собствена планета, която се върти на всеки 24 часа, Луната се завърта по оста си само веднъж на 29 дни; същото време, необходимо за завършване на една орбита около Земята. Ето защо можем да видим само едната страна на Луната. Концепцията за геостационарна орбита всъщност няма смисъл около Луната.
Има обаче пет места в системата Земя-Луна, където можете да поставите обект с ниска маса - като сателит ... или противотежест на космически асансьор - и да останете стабилни с много малко енергия: точките на Земята-Луната Lagrange. Точката L1, място на приблизително 58 000 км над повърхността на Луната, ще работи перфектно.
Представяйки си, че плавате в космоса в точка между Земята и Луната, където силата на гравитацията от двете е перфектно балансирана. Погледнете отляво, а Луната е на приблизително 58 000 км (37 000 мили); погледнете отдясно и Земята е на повече от 5 пъти това разстояние. Без какъвто и да е вид тласъци, в крайна сметка ще излезете от тази перфектна балансираща точка и след това ще започнете да ускорявате към Земята или към Луната. L1 е балансиран, но нестабилен.
Пиърсън предлага НАСА да пусне космически кораб, превозващ огромен шпул кабел до точката L1. Той бавно щеше да се отдалечи от точката L1, докато откачи кабела си до повърхността на Луната. След като кабелът беше закотвен към лунната повърхност, той щеше да осигури напрежение и целият кабел да виси в перфектен баланс, като махало, насочено към земята. И като махало, асансьорът винаги ще се поддържа перфектно перфектно към точката L1, тъй като земната гравитация се дърпа към нея. Мисията може дори да включва малък катерач, захранван от слънчева енергия, който може да се изкачи от лунната повърхност до върха на кабела и да достави проби от лунни скали във висока земна орбита. Допълнителни мисии могат да доставят цели екипи от катерачи и да превърнат концепцията в операция за масово производство.
Предимството на свързването на асансьор с Луната вместо на Земята е простият факт, че участващите сили са много по-малки - гравитацията на Луната е 1/6 от тази на Земята. Вместо екзотични нанотръби с изключителна якост на опън, кабелът може да бъде изграден с помощта на високоякостни търговски материали, като Kevlar или Spectra. Всъщност Pearson се е включил в комерсиално влакно, наречено M5, което изчислява, че ще тежи само 6 800 кг за пълен кабел, който ще поддържа товароподемност от 200 кг в основата. Това е в рамките на възможностите на най-мощните ракети, доставени от Boeing, Lockheed Martin и Arianespace. Един старт е необходимо да се постави асансьор на Луната. И след като асансьорът е монтиран, можете да започнете да го подсилвате с допълнителни материали, като стъкло и бор, които могат да бъдат произведени на Луната
И така, какво бихте направили с космически асансьор, свързан с Луната? „Много - казва Пиърсън, - на Луната има всякакви ресурси, които биха били много по-лесни за събиране и извеждане в орбита, а не за изстрелване от Земята. Лунният реголит (лунна мръсотия) може да се използва като екранировка за космически станции; метали и други минерали могат да бъдат извлечени от повърхността и използвани за строителство в космоса; и ако се открие лед на южния полюс на Луната, можете да доставяте вода, кислород и дори гориво за космически кораби. "
Ако водният лед се появи на южния полюс на Луната, можете да пуснете втори кабел там и след това да го свържете в края с първия кабел. Това би позволило на южна база на Луната да доставя материал в орбита на висока земя, без да се налага да пътува по земята до основата на първия асансьор.
Би било чудесно за скалите, но не и за хората. Дори ако алпинистът се движеше нагоре по кабела със стотици километри в час, астронавтите щяха да пътуват седмици и да бъдат изложени на радиацията на дълбокия космос. Но когато говориш за товар, бавно и стабилно печели състезанието.
Пърсън публикува идеята си за лунен асансьор през 1979 г. и оттогава той го прави. Тази година обаче НАСА не се смее, те слушат. Компанията на Pearson, Star Technology and Research, наскоро бе отпусната на стойност 75 000 долара от Института за напреднали концепции (NIAC) на НАСА за шестмесечно проучване за допълнително проучване на идеята. Ако идеята се окаже обещаваща, Pearson би могъл да получи по-голям грант, за да започне да преодолява някои от инженерните предизвикателства и да потърси партньори вътре и НАСА и навън, които да помогнат в неговото развитие.
NIAC търси идеи, които са далеч извън нормалната зона на комфорт на НАСА - например ... асансьор на Луната - и помага да ги развием до степен, че много от рисковете и неизвестните са били изгладени.
Пиърсън се надява, че тази безвъзмездна помощ ще му помогне да се справи с НАСА, че лунният асансьор ще бъде безценен принос за новата визия за космически проучвания Луна-Марс, подкрепяща бъдещите лунни бази и индустрии в космоса. И това би дало на инженерите начин да разберат трудностите при изграждането на асансьори в космоса, без да поемат огромното предизвикателство първо да го построят на Земята.
Написано от Фрейзър Кейн
