Space Heis entusiaster Trykk på til tross for lange tidsrammer og lange odds


SEATTLE- "Jeg tror å bygge en heis til rommet er kanskje det beste jeg kan gjøre i verden, " sier Michael Laine. Hans firma, Liftport, har nettopp økt over $ 62, 000 på Kickstarter for å bygge robotklatrere på en skyward-kabel - et tidlig skritt mot hans eventuelle mål om å sette en romheis på månen. En mello

SEATTLE- "Jeg tror å bygge en heis til rommet er kanskje det beste jeg kan gjøre i verden, " sier Michael Laine.

Hans firma, Liftport, har nettopp økt over $ 62, 000 på Kickstarter for å bygge robotklatrere på en skyward-kabel - et tidlig skritt mot hans eventuelle mål om å sette en romheis på månen. En mellomromheis er akkurat det det høres ut som en kapsel som reiser til og fra rommet langs et spor eller tetting for å gi pålitelig tilgang til bane.

Bak Laine er Cavernous Great Gallery på Seattle's Museum of Flight, hvor dusinvis av fly er på skjermen, kronisk det menneskelige eventyret av fly. Møte i et nærliggende konferanserom er om lag 40 plassentusiaster, i byen for den årlige Space Elevator-konferansen som er vert for ISEC, International Space Elevator Consortium. Noen av dem har ofret sin karriere, kredittvurdering eller sparekontoer - alt i strid med et enkelt konsept som hittil har vist seg umulig i praksis.

Ingen av konferansedeltakerne kunne anklaget seg for å tenke liten, om diskusjonen handler om en 100.000 kilometer tether av karbonnanorør, rombasert solenergi eller menneskets ultimate skjebne for å frøke galaksen.

Peter Swan, pensjonert fra mer enn 40 års byggeplasssystemer og nå betjener som ISECs visepresident, kaller en romheis en måte å "forbedre den menneskelige tilstanden bedre." Hans altruisme ble delt av mange av konferansedeltakerne.

Men det er ikke all stjernenøyet optimisme. "Jeg prøver å takle et prosjekt som mange mennesker tror er science fiction, " sier Laine, som har gått i foreclosure syv ganger i løpet av nesten tiår for å holde sitt selskap og drømmen levende. "Det er hensiktsmessig å være skeptisk, selv på dette stadiet."

Unobtainium
Ideen om en mellomromheis har satt hjertet til mange ingeniører avlutter. Men alle til slutt løper inn i samme hindring - det såkalte unobtainium-problemet, eller behovet for et materiale som ikke eksisterer.

En romheis er en teoretisk struktur som når fra jordens overflate til rom, balansert med sin egen masse og den utadvendte sentrifugalkraften fra den roterende Jorden. Fysikken er søtkomplisert nok til å være interessant, enkel nok til å virke gjennomførbar, og romløftens intriger har vokst eksponentielt siden Arthur C. Clarke ga det en fiktiv behandling i 1979-romanens Paradisets fontener .

Problemet er byggematerialet, som må være superstrengt, men likevel veldig lett. Ligninger utarbeidet for flere tiår siden av den russiske ingeniøren Yuri Artsutanov, og uavhengig av den amerikanske romforskeren Jerome Pearson, fant at den ideelle tetten skulle være konisk, bredest ved geosynkron banehøyde på 35.800 kilometer, og minst på jordens overflate og ved den fjerne enden . Tetheren skal strekke seg langt forbi geosynkron bane, hvor en motvekt ville bidra til å gi den nødvendige spenningen.

Gni er at tetten må ha tilstrekkelig strekkfasthet for å holde opp sin egen store masse. Ethvert materiale fungerer i prinsippet, men selv for rustfritt stål, vil turen være 10 43 ganger bredere ved geosynkron bane enn på bakken.

Det eneste kjente materialet som tilbyr det nødvendige styrke-til-tetthet-forholdet er en karbonnanorør, en sylindrisk kyllingstrådgitter med karbonatomer. Problemet er at nanorør eksisterer i en form som ligner en haug av sot, og ingen vet hvordan de skal mote dem i et utvidet tau, flett, kabel eller bånd. I lys av heisentusiaster, karbonnanorør eller CNT er den siste store "hvis bare".

BETTING ON A LONG SHOT
Bryan Laubscher har staket sin karriere på karbonnanorør og romheisen. En tidligere fysiker ved Los Alamos National Laboratory, dannet Odysseus Technologies i 2009, og har fire andre investorer, inkludert Ted Semon, president i ISEC. Fra garasjen sin jobber Laubscher med CNTs med målet om å tegne dem i en tether. Mens han for det meste har lært hva som ikke virker, innlevere han for et patent på en såkalt nanorør-detangler i mai, og et andre patent på en CNT-vekstteknologi som han holder under omslag.

"Rommet heisen ødelegger rakettparadigmet" fordi det ikke bærer eget drivstoff, sier Laubscher. Han mener at kjemisk teknologi er nær sin grense, bundet av Tsiolkovsky-rakettlikningen for å levere kun ca 5 prosent av sin opprinnelige masse til jordens bane. Disse ineffektivitetene innebar at det kostet $ 64 000 for romfergen å sette ett kilo i jordens bane (LEO); en heis, beregner Laubscher, kunne gjøre det med 17, 2 kilowatt-timer med elektrisitet, om lag to dollar.

Han ser romliften som den fremtidige analogen til den Transcontinental Railway som åpnet det amerikanske vesten. Når infrastrukturen er satt på plass med stor innsats og kostnad, blir transport billig og nye muligheter florerer. "Når du er på LEO, sier Laubscher, " du er halvveis til hvor som helst. "Likevel var han klar over at" romheisen er langt i fremtiden. "

Peter Swan ser rombasert solenergi som den ultimate frelseren i en verden som er sulten for energi, og romløftet er den eneste måten å økonomisk plassere den nødvendige infrastrukturen på plass. Visjonen er av satellitter i bane, over skyer, vær og atmosfæren, og samler sollys og stråler kraft til små overflateretter via mikrobølger. "Afrika kan hoppe over det 20. århundre for telekom og strømledninger, " sier han, og nødkraft kan stråles overalt til overflaten.

"Rommet heisen ville være en ikke-lineær hendelse i historien, sier Swan. Han og kollegaene selv designe organisasjonskjemaer for heisoperasjoner på sin formodede havbaserte flytende ankerstasjon (samfunnet favoriserer et lys med lavt lys i nærheten av ekvator i det østlige Stillehavet) og dets havbaserte havbase i San Diego.

Men ikke alle er så sikre på heisens fruktbarhet. Brad Edwards, som medforfatter 2003-boken The Space Elevator, som siden har tjent som en mal for alle heisdiskusjoner, droppet ut av feltet etter å ha brukt å gjøre det til en realitet. "Teknologisk kan vi gjøre dette i løpet av de neste 10 eller 15 årene, " fortalte han nylig bladet Seattle Met . "Men det er realistisk at det skal ta mye lengre tid, og jeg måtte spørre meg selv om jeg ville gjøre dette for resten av livet mitt."

TANNTRÅD
Arthur C. Clarke sa famously at romheisen skulle bli bygget 50 år etter at alle stoppet å le. "Jeg tror vi har rostet folkene som er fullstendig leende, " sier Laine, en tidligere amerikanske marine- og investeringsrådgiver som fortsetter å sette personlige midler inn i selskapet. "Vi har ikke roet skeptikerne, og det burde være folk som stiller spørsmål."

Laine's Liftport Group, dannet i 2003 etter at han jobbet med Edwards på et NASA Innovative Advanced Studies (NIAC) stipend for å studere romheisen, hadde en gang 14 ansatte. Liftport prøvde ikke å produsere karbonnanorør og utførte noen ballong- og tettprøver i et forsøk på å selge værdata for inntekter. Krasjen i økonomien satte dem ute av drift i fem år, men Laine ser det entusiastiske og uventede svaret på Kickstarter-kampanjen. Målet hans var bare $ 8000 som et tegn på optimisme.

Som alle konferansedeltakere oppdager han privatiseringen av rom, sett nylig i SpaceX-lanseringer, Paul Allens Stratolaunch Systems, og de to testmodulene for utvidbare habitater som Bigelow Aerospace har plassert i bane. Laine fremmer en heis fra månens overflate til et punkt i mellomrom mellom jord og månen, fordi fysikken er kjekk og minst fem eksisterende materialer oppfyller kravene, inkludert Zylon og Kevlar. En månetråd ville ha dimensjonene av tanntråd, sier han, og ville være mulig med kommersiell, off-the-shelf teknologi - og kanskje $ 800 millioner.

En høyttaler på konferansen sa at heisen ville bli drevet av de mest prosaiske menneskelige motivasjonene, grådighet og mulighetene for å tjene penger. Laine kan en gang ha blitt enige om det. "Elleve år siden da jeg startet dette, var jeg langt mer rasjonell om det, " sier han om heisens søken. "Men over tid har pengepartene virkelig svindlet, og det har blitt et oppdrag, " en måte å endre den globale levestandarden med allestedsnærværende energi og tilgang til ressurser som rå mineraler fra asteroider, helium-3 fra månen eller oksygen, vann og andre månematerialer for rom- eller Mars-baserte habitater.

"Men, " innrømmer han: "Jeg er godt forbi rasjonell på dette punktet." Den strenge utholdenheten kan være akkurat det som trengs hvis en heis er å ferge mennesker inn i verdensrommet.

OM AUTOREN (S)

David Appell (www.davidappell.com) er en science skribent basert i Oregon.

Les dette neste

Biospheric Bartering: Debtor Nations Betal regningene og bevare sine ressurserKlimaendring Remobiliserer Long Buried Pollution som arktiske ismelterKeystone XL Oljepipeline forverrer klimaendringKjør ned: Dammer, forurensning Reduser vestkystslaksnummerHøye IQ kan bidra til å redusere posttraumatisk stressFacet-Lift: Selvmonterende nanopartikler kan gi nøkkel til nye materialerTilbake til startHaig Donabedian: Finne en medisinsk nisje