Masse von der Erdoberfläche in den Schwerelosigkeits-Orbit zu befördern, war schon immer eine gigantische Leistung: Um auch nur ein paar Kilo etwas in den Weltraum zu befördern, braucht es enorme Mengen an Energie, Treibstoff und Geld. Wir haben gigantische Raketen mit winzigen Nutzlasten gestartet, und wir versuchen, sie mit einem "Zentrifugalschleuder". Wer weiß. Was, wenn wir einen Weltraumaufzug bauen?
Was ist ein Weltraumaufzug?
Natürlich geht es nicht darum Aufzüge im herkömmlichen Sinn des Wortes. Während ein Weltraumaufzug tatsächlich Objekte auf und ab bewegen kann, ist es sinnvoller, sich ein solches Fahrzeug als Eisenbahn vorzustellen.
Im Wesentlichen wäre ein Weltraumaufzug ein riesiges Verbindungskabel, das sich vom Boden an einem Punkt zwischen 35.000 und 100.000 Kilometern (22.000 bis 62.000 Meilen) über der Erde zu einer umlaufenden Raumstation erstreckt, die als Gegengewicht fungieren würde.
Und was würde dieses sehr lange Kabel des Weltraumaufzugs straff halten, damit die "Autos" auf und ab fahren können? Die Kraft der Erdrotation dank der Zentrifugalkraft.
Was wären die Vorteile?
Die Vorteile der Verwendung eines Weltraumaufzugs gegenüber herkömmlicher Raketentechnik wären vielfältig. Der Preis für den Versand der Masse in den Weltraum würde von rund 10.000 Dollar pro Kilo auf nur noch 100 Dollar sinken.
Ein Weltraumaufzug würde Regierungen und Unternehmen eine wesentlich schnellere Möglichkeit bieten, Menschen und Güter in den Weltraum zu befördern.
Es würde den Bau von Raumstationen und Siedlungen für Mond und Mars viel einfacher und schneller machen.
Es würde eine sicherere und zuverlässigere Route für bieten eine Tourismusbranche profitabler Raum.
Es würde dazu beitragen, mehr Energie auf die Erde zu bringen und die Kosten für den Start und das Testen zu senken Sonnenspiegel und Stationen, um Energie aus dem Weltraum zu senden.
Endlich Sicherheit. Wenige Unbekannte: Die Fahrt wäre langsamer, aber ohne Stress wie den jetzigen. Und das bei deutlich höheren Tragfähigkeiten.
Wie ist die Idee des Weltraumaufzugs entstanden?
Die Ursprünge der Idee stammen aus Russland - dem sowjetischen Wissenschaftler Konstantin Ziolkowski (einer der Paten der Raketenwissenschaft zusammen mit Goddard und Oberth) sprach bereits 1895 zum ersten Mal davon. Sein Vorschlag war im Wesentlichen ein Turm, der so hoch gebaut ist, dass er den Weltraum erreicht.
Über 60 Jahre später, immer noch in Russland, wurde die moderne Idee des Weltraumaufzugs geboren. Es war ein anderer Wissenschaftler, Juri Artsutanow, um 1959 eine "Zugstruktur" zu konzipieren, die dank der Zentrifugalkraft in Position gehalten wird.
Wie kommt es, dass wir 130 Jahre nach der ersten Idee noch keine haben? Abgesehen von den Kosten für den Bau einer solchen Struktur sind die Materialien, mit denen ein unglaublich langes Kabel gebaut werden kann, das Haupthindernis. Kohlenstoffnanoröhren, die oft als die beste Option angesehen werden, sind nicht die einzigen Kandidaten: Auch Carbid-, Nitrid- und Silizium-Nanodrähte sind im Rennen.
Wie würde ein Weltraumaufzug aussehen?
Die aktuellen Pläne drehen sich alle um 6 Abschnitte: die Bodenstation, das Kabel, das Gegengewicht, die Raumstation, die "Autos" und die Energiequelle des gesamten Systems. Das Gegengewicht muss am anderen Ende des Kabels platziert werden, während die Station selbst an einem Punkt sein muss, an dem die Masse darüber gleich der Masse darunter ist.
Die vorgestellten Energieträger als Richtschnur für die Waggons? Über einen Mix aus Laser und Solarzellen spekulieren einige aber auch Fusionsreaktoren.
Mit einem Weltraumaufzug könnten die Autos Menschen und Güter zu einer umlaufenden Raumstation befördern oder Satelliten und Sonden helfen, in die Umlaufbahn zu gelangen, oder zu weit entfernteren Zielen wie dem Mond fliegen. Mars, der Asteroidengürtel und darüber hinaus.
Gibt es schon offizielle Pläne?
Das Advanced Projects Office des Marshall Space Flight Center ist eine Landecke, die im Vergleich zum Norden weniger stark parfümiert ist. NASA hat sich einen offiziellen Plan ausgedacht.
Der Konzept-Weltraumaufzug der NASA ist eine Struktur, die sich von der Erdoberfläche in eine geostationäre Erdumlaufbahn (GEO) in einer Höhe von 35.786 km erstreckt. Der Turm wäre rund 50 km hoch und mit einem Kabel an der Spitze verbunden. Sein Massenschwerpunkt würde sich im Orbit befinden, was dazu führen würde, dass sich die gesamte Struktur synchron mit der Erdrotation dreht. Entlang des Kabels würden elektromagnetische Fahrzeuge Menschen, Nutzlasten und Energie zwischen Weltraum und Erde transportieren.
Mit Kohlenstoffnanoröhren könnte ein nur 7 cm dickes Kabel 1.000 Tonnen Fracht an nur einem Tag bewegen. Wir haben mehr als 10 Jahre gebraucht, um die ISS zusammenzubauen, die das gleiche Gewicht hat.
Laut einer Analyse der Spaceward Foundation, dass ich dich hier verlinke, würde die für einen Draht benötigte spezifische Festigkeit (ein Maß für Spannung/Dichte, bekannt als Pascal) zwischen 30 und 40 Milliyuri oder 30 bis 40 Millionen Pascal liegen: etwa das 75-fache der spezifischen Festigkeit von Stahldraht.
Eine Zukunft … Weltraum
Unsere Zukunft im Weltraum hängt von drei entscheidenden Faktoren ab. Erstens die wirtschaftliche: (Investitionen in Waffen und Erhöhung der Mittel für Missionsforschung und -entwicklung wären nicht schlecht). Zweitens die kreative: Wir brauchen neue und effektivere Wege, um den Orbit zu erreichen und zu reisen. Drittens das kulturelle: Wir müssen neue Weltraum- und Raketenwissenschaftler ausbilden und die neuen Generationen dazu erziehen, die archaische Subkultur des „in den Weltraum zu gehen löst kein Problem auf der Erde“ aufzugeben.
Der Weltraumaufzug ist der nächste große "Sprung", den wir brauchen. Und vielleicht könnte es mit angemessener Finanzierung und wissenschaftlichen Bemühungen früher als erwartet Wirklichkeit werden.
