Kosmický výtah

Kosmický výtah
Sdílej
 

Nejúžasnější stavba, jakou kdy lidé vymysleli, se ze stránek sci-fi románů přesouvá na rýsovací prkna inženýrů. Či spíše do jejich počítačů. Výtah na oběžnou dráhu 36 000 km nad Zemí má na to, aby nahradil rakety a raketoplány.


Ze základny v oceánu stoupá k nebi stužka tak tenká, že z bočního pohledu téměř není vidět. Lidským očím se ztrácí vysoko v mracích, ale ani tam zdaleka nekončí. O sto kilometrů výš opouští atmosféru a další desítky tisíc kilometrů vede kosmickou prázdnotou. Spojuje zemský povrch s geostacionární dráhou, na níž tělesa obíhají stejnou úhlovou rychlostí, jakou rotuje Země, takže "visí" zdánlivě nehybně stále nad stejným místem. Po stužce stoupá výtah s nákladem: s vědeckými a telekomunikačními satelity, s materiálem pro stavbu kosmické stanice i s lidskou posádkou.
Bláznivá fantazie?

Fantazie zatím ano, bláznivá už určitě ne. Pravděpodobně už v tomto století bude technicky možné, aby kosmický výtah nahradil rakety a raketoplány. Ve srovnání s nimi bude (snad) bezpečnější a určitě výrazně levnější. Dnes stojí vynesení jednoho kilogramu nákladu na geostacionární dráhu přibližně 20 000 dolarů (483 000 Kč), výtah to podle dnešních propočtů dokáže stokrát levněji.
Starý nápad

Ruský fyzik a průkopník raketové techniky Konstantin Ciolkovskij snil už v roce 1895 o věži, jejíž vrchol by byl na geostacionární dráze. Tehdy však šlo pouze o odvážný sen, jehož uskutečnění se zdálo nemyslitelné. Nápad rozpracoval v roce 1960 další ruský vědec, Jurij Artsutanov. Jeho návrh už obsahoval hlavní prvky dnešního pojetí. V roce 1975 přidal další detaily Američan Jerome Pearson a o tři roky později kosmický výtah mezi veřejností zpopularizoval známý spisovatel Arthur C. Clarke sci-fi románem Rajské fontány.
Slibné nanotrubičky

Hlavní překážkou pro stavbu výtahu dlouho byl nedostatečně pevný materiál pro nosné vlákno. V roce 1991 se vědci naučili vyrábět z uhlíku duté trubičky o průměru několik nanometrů (miliontin milimetru), které jsou v tahu stokrát pevnější než ocel. Vyhráno však není, protože zatím umíme vyrobit trubičky dlouhé nanejvýš několik centimetrů. Je z nich sice možno "utkat" delší vlákna, ta však nejsou tak pevná jako jednolitá, nepřerušená trubička. Nyní si odborníci lámou hlavu tím, jak trubičky mezi sebou propojit, aniž ztratí své unikátní vlastnosti.
Soutěže NASA

Americká kosmická agentura NASA loni vyhlásila dvě soutěže pro soukromé firmy. Prvním úkolem bylo postavit robota, který by rychlostí 1 m/s vyšplhal do šedesáti metrů. Roboty poháněly solární panely, které přeměňovaly světlo dodané ze zemského povrchu na energii. Pravidla neumožňovala použití laserů nebo mikrovlnných zářičů, s nimiž se počítá pro skutečný výtah. Druhým úkolem bylo vyrobit smyčku vážící maximálně dva gramy, která by unesla 885 kg, tedy o polovinu více než smyčka z běžně dostupných materiálů.
Na přípravu měly firmy pouhých šest měsíců, a zřejmě i proto podmínky nikdo nesplnil. Letos byly obě soutěže vyhlášeny znovu a tentokrát můžeme očekávat mnohem lepší výsledky.
V roce 2018?

Americká firma LiftPort Group chce kosmický výtah vybudovat do roku 2018. Letos v únoru napjala pět centimetrů široké a necelý milimetr silné vlákno do výšky 1,6 km. Nepoužila nanotrubičky, ale několik uhlíkových a křemíkových vrstev. Tak dlouhé, pevné a zároveň jemné vlákno je nesporný technologický úspěch, byť pro potřeby kosmického výtahu to zatím zdaleka nestačí. Letos na jaře chce LiftPort otestovat 3,2 km dlouhé vlákno a nechat po něm šplhat miniaturní roboty. Technologie se zlepšují tak rychle, že za pár let může být pro konstrukci výtahu vše připraveno.
Další překážky

Je však třeba vyřešit spoustu dalších problémů. Jak čelit srážkám s mikrometeority? Jak zabránit korozi nosného vlákna a jeho příliš velkému rozkmitání? Neohrozí výtah silné větry ve vyšších vrstvách atmosféry či námraza na vláknu? Rok 2018 je zřejmě přece jenom příliš odvážný cíl.

Shora dolů

Zatímco dnešní stavby se staví od země vzhůru a první patro bez přízemí je logický nesmysl, kosmický výtah zavedené pořádky změní. Stavět se začne opačným směrem. Původní plány počítaly s tím, že všechen materiál vynesou na oběžnou dráhu rakety či raketoplány a vlákno bude poté spuštěno k Zemi. To by však bylo velmi nákladné. Inženýři přišli s elegantnějším řešením: rakety vynesou na oběžnou dráhu pouhých 18 tun materiálu pro stavbu malého výtahu o nízké nosnosti. Tento výtah by pak na oběžnou dráhu vynesl o něco silnější vlákno, které by uneslo těžší náklad. Několikerým opakováním tohoto postupu by se vlákno postupně zesílilo na svou definitivní sílu a nosnost.

Za deset let?

Spisovatel A. C. Clarke kdysi prohlásil, že kosmický výtah lidstvo postaví do padesáti let od chvíle, kdy se tomuto nápadu přestaneme smát. Později, pod dojmem technologického pokroku, tuto dobu zkrátil na pouhých deset let. Měl-li Clarke pravdu, odpočítávání už začalo!

Svezte se už nyní

Video, které vám díky počítačové simulaci umožní zažít cestu výtahem na oběžnou dráhu, si můžete prohlédnout na www.isr.us/video/SE-INTRO_Final-1stream-384.wmv.

Plovoucí základna

Vlákno vedoucí na oběžnou dráhu bude ukotveno zřejmě na plovoucí základně v oceánu daleko od pobřeží. Základna bude moci v určitém rozsahu měnit polohu a vyhýbat se bouřím a silným větrům. Její obtížná dostupnost zároveň sníží pravděpodobnost teroristického útoku. Bude umístěna na rovníku, aby "cílová stanice" na geostacionární dráze mohla zůstávat stále přímo nad ní. Na rovníku navíc nehrozí hurikány a tornáda

Na vysoké věži

Některé projekty počítají místo plovoucí základny s ukotvením vlákna na vrcholu vysoké věže na pevnině. Opravdu vysoké – hovoří se o 50–100 kilometrech, zatímco nejvyšší konstrukce současnosti, televizní stožár v Severní Dakotě, měří 624,5 m. Vlákno se totiž musí směrem vzhůru postupně rozšiřovat, aby odolalo sílícímu pnutí. A čím je vlákno delší, tím rychleji jeho namáhání (a tedy i nezbytná šířka) roste. I zdánlivě malý rozdíl v celkové délce (100 km při celkových 36 000 km) výrazně pomůže.

 

Hry