Masse von der Erdoberfläche in der Schwerelosigkeit in die Umlaufbahn zu bringen, war schon immer eine gigantische Leistung: Es braucht enorme Mengen an Energie, Treibstoff und Geld, um auch nur ein paar Kilo von etwas in den Weltraum zu befördern. Wir haben gigantische Raketen mit winziger Nutzlast gestartet und versuchen, sie mit einem „Zentrifugalschleuder„. Vielleicht. Was wäre, wenn wir einen Weltraumaufzug bauen würden?
Was ist ein Weltraumaufzug?
Natürlich geht es nicht darum Aufzüge im herkömmlichen Sinne des Wortes. Während ein Weltraumaufzug tatsächlich Objekte auf und ab bewegen kann, ist es sinnvoller, sich ein solches Fahrzeug als eine 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 Seil des Weltraumaufzugs straff halten, damit die „Autos“ auf und ab fahren können? Die Kraft der Erdrotation dank der Zentrifugalkraft.
Was wären die Vorteile?
Der Einsatz eines Weltraumaufzugs gegenüber herkömmlicher Raketentechnik hätte zahlreiche Vorteile. Der Preis für den Transport von Masse in den Weltraum würde von etwa 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 entstand die Idee des Weltraumaufzugs?
Die Ursprünge der Idee liegen in 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, noch in Russland, wurde die moderne Idee eines 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, aus denen ein unglaublich langes Kabel gebaut werden soll, das Haupthindernis. Kohlenstoffnanoröhren, die oft als die beste Option gelten, sind nicht die einzigen Kandidaten: Auch Karbid-, 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 Stromquelle für das gesamte System. Das Gegengewicht muss am anderen Ende des Kabels platziert werden, während sich die Station selbst an einem Punkt befinden muss, an dem die Masse über ihr 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 des NASA hat sich einen offiziellen Plan ausgedacht.
Der konzeptionelle Weltraumaufzug der NASA ist eine Struktur, die sich von der Erdoberfläche bis zur geostationären Umlaufbahn (GEO) der Erde in einer Höhe von 35.786 km erstreckt. Mit einem an der Spitze befestigten Kabel wäre der Turm etwa 50 km hoch. Sein Massenschwerpunkt würde in der Umlaufbahn liegen, sodass sich die gesamte Struktur synchron zur 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 verlinkeDie für ein Kabel erforderliche spezifische Kraft (ein Maß für Spannung/Dichte, bekannt als Pascal) läge zwischen 30 und 40 Milliyuris oder 30 bis 40 Millionen Pascal: etwa das 75-fache der spezifischen Kraft 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 in die Umlaufbahn zu gelangen und zu reisen. Drittens das kulturelle: Wir müssen neue Weltraum- und Raketenwissenschaftler ausbilden und neue Generationen dazu erziehen, die archaische Subkultur „Ein Flug ins All löst keine Probleme 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 Realität werden.
