Predstavte si dutú vežu s tenkými papierovými stenami. Teraz si predstavte, že je vyrobený z najľahšieho a najsilnejšieho materiálu na svete - možno nanokarbonátového alebo grafénového vlákna - so stranami šírky 12 míľ a 22 000 míľ. Dopravné autá stúpajú hore a dole po svojich tváriach na geosynchrónnu obežnú dráhu.
Na obrázku je výťah do vesmíru - ako to opísal Sir Arthur C. Clarke vo svojom románe sci-fi z roku 1979 Fountains of Paradise.
Clarkova kniha bola prvým populárnym popisom myšlienky opísanej v roku 1895 ruským vedcom Konstantinom Tsiolkovským, ktorý si predstavoval „nebeský hrad“ vo vesmíre priviazanom k Zemi obrovskou vežou. V roku 1960 ruský inžinier Yuri Artsutanov opísal modernejšiu verziu. Až v roku 1975, keď inžinier menom Jerome Pearson uverejnil technickú knihu o koncepte, myšlienka výťahu do vesmíru pritiahla akékoľvek skutočné oznámenia. Clarke sa pri písaní knihy intenzívne opieral o odborné znalosti Pearsona.
Nový dokumentárny film Sky Line skúma, prečo koncepcia vesmírneho výťahu naďalej pretrváva aj napriek veľkým technologickým prekážkam a niektorým rovnako významným medzilidským rozporom. Tento film, ktorý mal premiéru v novembri 2015 na filmovom festivale DocNYC v New Yorku, je teraz k dispozícii online a počas roku 2016 bude uvedený na festivale DC Environmental Film Festival a na ďalších nezávislých festivaloch.
Nový dokumentárny film Sky Line profiluje skupinu ľudí, ktorí pracovali na koncepcii kozmického výťahu. (Jonny Leahan a Miguel Drake-McLaughlin) Všetky nasledujúce návrhy týkajúce sa výťahov majú spoločné: Z plošiny ukotvenej v oceáne niekde pozdĺž rovníka by výťahové autá cestovali hore a dole po kábli so silným káblom alebo širokým plochým pásom vyrobeným z materiálu na báze uhlíkových nanotrubíc, ktorý by zostal napnutý. o protiváhu 62 000 míľ nad Zemou. Ak použijeme valčeky alebo magnetickú levitáciu na stúpanie po dráhe, autá môžu trvať až päť hodín, kým dokončia cestu na geosynchrónnu obežnú dráhu, ale za zlomok - možno 1/100 - nákladov na súčasné spustenie rakety.
Zdá sa, že vesmírny výťah by bol taký výstredný, že by sa dostal do priestoru prístupným, cenovo dostupným a potenciálne veľmi lukratívnym. Ale prečo sa to ešte nestalo, v podstate sa scvrkáva na materiály - ani to najlepšie z dnešných super-silných a super-ľahkých materiálov stále ešte nie sú dosť dobré na to, aby podporovali vesmírny výťah.
Nie kvôli nedostatku pokusov. Vedci z Penn State v roku 2014 oznámili, že v laboratóriu vytvorili diamantové nanopriadze, ktoré podľa vzorov v počítačových simuláciách austrálskych vedcov naznačujú, že môžu byť silnejšie a flexibilnejšie, ako sa pôvodne predpokladalo. Výskum technológie uhlíkových nanotrubíc (CNT) pokračuje a zdá sa, že každý mesiac sa oznamujú nové pokroky vo výskume grafénu.
Vo filme Sky Line tvorcovia filmu Jonny Leahan a Miguel Drake-McLaughlin profilujú skupinu ľudí, ktorí úzko spolupracovali na koncepcii vesmírneho výťahu. Príbeh sleduje najhlbšiu snahu o vybudovanie kozmického výťahu, vrátane financovania výskumu, dizajnu a dokonca aj výziev v štýle XPRIZE, ktoré uskutočnila NASA v roku 2011. Ich motivácia vytvoriť film vychádza z prebiehajúcich diskusií medzi sebou a priateľmi o súčasný stav americkej vesmírnej technológie.
"Je tu táto myšlienka, ktorú sme sa vzdali vo vesmíre, pretože NASA vyradila raketoplán a nerobíme nič, aby sme ho nahradili, " hovorí Leahan. „Ľudia nerozumejú, že NASA je veľmi živá a dobrá a pracuje na neuveriteľnom množstve vizionárskych vecí. Uvedomili sme si, že sa toho veľa deje, aj keď v súčasnosti nemusia pracovať vo výťahu. “
Myšlienka samotného výťahu bola témou debaty medzi tvorcami a pri pohľade do nej objavili dve hlavné postavy, Bradley Edwards a Michael Laine.
Edwards, fyzik s hlbokou históriou práce v astrofyzike, vrátane 11-ročného stintu v Národnom laboratóriu Los Alamos, pracuje na koncepcii vesmírneho výťahu od roku 1998. Laine je súkromný podnikateľ a zakladateľ spoločnosti LiftPort, ktorej pôvodná Poslaním bolo zdokonaliť technológiu uhlíkových nanorúrok. Medzi ďalšie postavy patrí Tom Nugent, letecký inžinier, a Ted Semon, bývalý prezident Medzinárodného konzorcia pre vesmírne výťahy (ISEC).
"Všimli sme si, že veľa ľudí, s ktorými sme hovorili, mali sny, keď boli mladší z astronautov, " hovorí Leahan. „Pretrvávajú, pretože sú frustrovaní, že majú vôľu ísť do vesmíru, ale nie je tu technológia ani zdroje, ktoré by do vesmíru posielali veľmi veľa ľudí. Chcú s tým len niečo urobiť. “
Na konci 90. a začiatkom 2000 rokov získal Edwards dve kolá financovania od výskumnej skupiny NASA známej ako NASA Inovatívne pokročilé koncepcie (NIAC) - tento inštitút sa nazýval Institute for Advanced Concepts. Práca spoločnosti Edwards predstavovala rozsiahlu štúdiu uskutočniteľnosti, ktorá skúmala všetky aspekty kozmického výťahu, od návrhu a konštrukcie až po jej rozmiestnenie a prevádzku. Jeho záver: Vesmírny výťah by sa dal postaviť pomocou existujúcej technológie - bez superľahkého postroja potrebného na fungovanie celej veci.
Edwards potom nadviazal partnerstvo s Laine v spoločnosti LiftPort v snahe získať kapitál na projekt, ale čoskoro sa rozišli z dôvodu finančných nezhôd. Film takmer spôsobí, že sa zdá, že trhlina je príčinou toho, že vesmírny výťah nebude postavený v dohľadnej dobe.
Pearson, ktorý sa tiež objavuje vo filme, hovorí, že projekty na stupnici vesmírneho výťahu majú prirodzene vysokú kapacitu trenia.
„Keď máte tak jedinečný nápad, ľudia, ktorí sú na ňom pripravení, sú vynikajúci vo svojich oblastiach a mnohí z nich nechcú od nikoho obťažovať, “ hovorí. "To je len časť hry."
LiftPort sa zrútil v roku 2007, a to napriek demonštráciám, keď roboti vyliezli zopár kilometrov dlhý pás uhlíkovej nanotrubice zavesený na balónoch. V roku 2012 Laine vzkriesila spoločnosť úspešnou kampaňou Kickstarter, aby pracovala na rozvíjaní partnerstiev pri vytváraní vesmírneho výťahu založeného na mesiaci. Laine aj Pearson tvrdia, že teraz je možné zostaviť lunárny výťah, ktorý by mohol umožniť ťažbu kyslíka, kremíka, železa, hliníka a horčíka prítomného na prašnom povrchu mesiaca.
S úplnou úprimnosťou Laine tvrdí, že pôvodný LiftPort bol v uhlíkových nanorúrkach „hrozný“ a že snahy spoločností ako SpaceX a Blue Origin o vybudovanie opakovane použiteľných rakiet môžu vylúčiť potrebu vesmírneho výťahu. Cieľom bolo vždy dostať súčasné náklady na libru užitočného zaťaženia - v desiatkach tisíc dolárov - na stovky alebo dokonca desiatky dolárov. Avšak napriek tomu sa Laine stále domnieva, že správne fungovanie technológie uhlíkových nanorúrok je pre budúcnosť prístupu do vesmíru rozhodujúce.
"Ak zdokonalia opakovane použiteľnú raketu, bude pre výťah náročné získať financovanie, pretože hlavným dôvodom pre výťah bolo zníženie nákladov na obežnú dráhu, " hovorí Laine. „Ale vy ste mali civilizácie vzostup a pokles o zmenu materiálnej sily o desatinnú čiarku, a teraz hovoríte o rádoch veľkosti. Myslím, že až pochopíme, ako bude vyzerať budúcnosť, keď využijeme nanotechnológie. “
Spoločnosť Edwards začala v roku 2008 každoročné stretnutia ISEC, na ktorých každý rok priláka okolo 50 až 60 ľudí, aby pracovali na problémoch, ktoré možno vyriešiť teraz, vrátane odstraňovania vesmírnych zvyškov, budovania lepších lezeckých robotov a vývoja vzdialených laserových energetických systémov. Hovorí, že je neustále požiadaný, aby smeroval k cielenému úsiliu o uskutočnenie vesmírneho výťahu. Inštitucionálna podpora tam jednoducho nie je, dodáva.
"Problém s celým úsilím o vesmírny výťah je v tom, že neexistuje skutočná podpora, " hovorí Edwards. „Takto vyzerá projekt, keď sa to robí ako koníček, stovkami ľudí po celom svete. K výraznému pokroku nedôjde, kým nebude existovať skutočná podpora a profesionálne koordinujúce riadenie tohto úsilia. “
Aj keď je Edwards stále silným zástancom vesmírneho výťahu, sústredil svoje úsilie na praktickejšie aplikácie technológie uhlíkových nanorúrok. Jeho súčasná spoločnosť, Plazma Ten, vyrába uhlíkové nanorúrky na spevňovanie plastov a epoxidov.
Dizajn Obayashiho pozostáva z plávajúceho pozemského prístavu pripojeného k geostacionárnej pozemskej obežnej stanici vo výške asi 22 000 míľ uhlíkovým nanotrubičovým káblom. (© Obayashi Corporation, všetky práva vyhradené) 
Zemský prístav meria asi 1 300 stôp v priemere. (© Obayashi Corporation, všetky práva vyhradené) 
Stavebná spoločnosť Obayashi Company sa zaviazala, že do roku 2050 bude mať k dispozícii výťah. (© Obayashi Corporation, Všetky práva vyhradené) 
Tu je interiér geostacionárnej zemskej orbitálnej stanice. (© Obayashi Corporation, všetky práva vyhradené) 
Ďalší vnútorný pohľad na geostacionárnu orbitálnu stanicu Zeme. (© Obayashi Corporation, všetky práva vyhradené) Zatiaľ čo mnoho z týchto hráčov v USA sa presunulo na iné projekty, výskumníci v iných častiach sveta sa naďalej zameriavajú.
V Japonsku je vesmírny výťah prakticky súčasťou národnej psychiky, čiastočne vďaka hlbokým odborným znalostiam japonských vedcov v oblasti robotiky a technológie uhlíkových nanorúr, počnúc objavom uhlíkových nanorúrok od roku 1991 japonským výskumníkom Sumiom Iijimom. Stavebná spoločnosť Obayashi Company sa zaviazala, že do roku 2050 bude mať výťah a bude fungovať. Hlavný výskumný inžinier Yoji Ishikawa hovorí, že spoločnosť spolupracuje so súkromnými výrobcami a univerzitami s cieľom vylepšiť existujúcu technológiu uhlíkových nanorúrok.
"Chápeme, že je to ťažký projekt, " hovorí Ishikawa. „Naša technológia je veľmi nízka. Ak potrebujeme byť na úrovni 100, aby sme mohli postaviť výťah - teraz sme okolo 1 alebo 2. Ale nemôžeme povedať, že tento projekt nie je možný. Momentálne nevidíme žiadnu významnú prekážku. Stojí to za vyskúšanie, a ak to neurobíme, nemôžeme dosiahnuť nič. ““
Ishikawa dodáva, že Obayashi, ktorý nedávno dokončil najvyšší samoobslužný mrakodrap Tokio SkyTree, dúfa, že sa zapojí do testovania väzby medzi dvoma satelitmi na báze uhlíkových nanotrubíc. Vedci porovnajú, ako funguje tento postroj s počítačom modelovaným správaním oveľa dlhšej verzie.
Ishikawa pripúšťa, že iniciatíva spoločnosti sa začala ako myšlienkový experiment a že projekty tohto charakteru sa po zverejnení koncepčného dokumentu spravidla zrušia. Japonská verejnosť a ďalšie krajiny však privítali vesmírny výťah tak srdečne, že sa spoločnosť rozhodla pokračovať v tomto úsilí, tvrdí Ishikawa.
"Jedným z dôvodov, prečo je tu vesmírny výťah taký populárny, je to, že v posledných niekoľkých desaťročiach to nebolo také ekonomické, že Japonci stratili dôveru v seba samých, " hovorí Ishikawa. „Hľadajú veľký projekt, ktorý ich povzbudí. To samozrejme nemôže a nemalo by urobiť iba jedna krajina, ale ako medzinárodný podnik. Ale možno sa Japonsko môže ujať vedenia v tejto oblasti kvôli jeho popularite medzi ľuďmi. “
Leahan poznamenáva, že aj keď vesmírny výťah nie je súčasťou amerického zeitgeistu, proces vytvorenia filmu odhalil vášnivý káder ľudí pracujúcich na projekte, aj keď nie je pravdepodobné, že by sa zrealizovali počas ich života.
"Nakoniec je to príbeh o prenasledovaní snov a premýšľaní o tom, čo je možné, a kladie si otázku, stále snívame tak, ako sme zvykli?" Hovorí. "Možno áno, ale veľké nápady sa teraz zmenšujú."
