Winda w kosmos

Polecieć do kosmosu jest trudno.

Można to porównać do wjeżdżania na monocyklu

Pod górę z plecakiem pełnym materiałów wybuchowych.

Nie możesz wziąć ze sobą dużo rzeczy i możesz umrzeć. Rakieta, żeby wylecieć z Ziemi, musi osiągnąć prędkość 40000km/h. Aby osiągnąć tę prędkość, rakiety większość swojego miejsca poświęcają na paliwo zostawiając niewielkią przestrzeń w kabinie. To złe rozwiązanie jeśli chcesz dolecieć do innych planet, ponieważ potrzebujesz dużo ciężkich rzeczy jeśi chcesz przeżyć i może jeszcze wrócić. Czy jest możliwe, żeby polecieć w kosmos z mniejszą ilością paliwa i większym ładunkiem? Rzeczą, która rozwiązała większość naszych problemów związanych z transportem na Ziemi jest to, co nazywamy infrastrukturą. Czy to drogi dla aut, tory dla pociągów, czy porty dla statków; sprawiliśmy, że możemy się łatwo dostać do różnych miejsc. Możemy zastosować to samo rozwiązanie do podróży międzygwiezdnych. Kosmiczna infrastruktura sprawi, że dostawanie się na orbitę, Księżyc, Marsa i dalej będzie łatwiejsze i tańsze.

Świetnie, ale tak właściwie to czym jest ,,kosmiczna infrastruktura"? W odróżnieniu od kosmicznej windy, która jest obecnie fikcją naukową, istnieje prosta, lecz obiecująca technologia, która nie wymaga nowych metod naukowych magicznych materiałów, czy gigantycznych inwestycji, i była już testowana z powodzeniem na orbicie. Lina oraz odważnik. Znany jako uwięź/pas/lina (tether). Pomysł jest bardzo prosty; to jest zaskakujące. Co jeśli wstawimy liny długości setek lub tysięcy kilometrów w przestrzeni, gdzie statki kosmiczne będą ich używać jako drabin do wspinania się na wyższe wysokości oraz zwiększanie prędkości? Ta koncepcja jest znana jako Skyhook ["Sky" - niebo, "hook" - hak]. Działa jeszcze lepiej, jeśli go rozkręcimy. Przeciwwaga utrzymuje długi kabel w miejscu, kiedy całość obraca się wokół osi. Obracająca się uwięź zwalnia jego końcówkę względem podłoża na dole i przyspiesza na górze jak katapulta. Oznacza to, że możesz przenosić energię z uwięzi i uzyskać ogromnego boosta po uwolnieniu, prawie za darmo, równego dwukrotności prędkości obrotu liny. Istnieją już specjalistyczne włókna, które mogą przetrwać nadzwyczajne obciążenia, z którymi spotkałby się Skyhook.

Aby uchronić się przed cięciami oraz zderzeniami z odłamkami lub meteorytami, możemy spleć naszą linę w sieć nadmiernych włókien. Ponieważ nasz Skyhook by przechodził przez to samo miejsce wiele razy dziennie, pozwoliłoby to dogonić małe wahadłowce wielokrotnego użytku. Oczywiście, nie jest to proste. W najniższym punkcie, czubek uwięzi pędzi przez atmosferę z prędkością około 12,000km/h. Z powodu ziemskiej atmosfery nie możemy obniżyć Skyhook zbyt nisko, gdyż będzie zbyt gorąco z powodu tarcia powietrza. Więc zostanie umieszczony na wysokości od 80 kilometrów do 150 kilometrów, nie niżej. Aby to zrobić, potrzebujemy specjalistycznego statku kosmicznego, który może dostać się do liny. Nie jest to do końca łatwe ale jest o wiele tańsze niż wystrzelenie dużej puszki, wypełnionej paliwem rakietowym, do prędkości 40 000 km/h. Złapanie końcówki również będzie wyzwaniem. Jest tylko krótkie okno czasowe od 60 do 90 sekund, by znaleźć maleńką rzecz na niebie, poruszającą się z prędkością 12 Machów.

Aby to ułatwić czubek może mieć coś w rodzaju żyłki o długości kilometra z dronem nawigacyjnym, który pomaga połączyć statek kosmiczny. Kolejnym wyzwaniem jest utrzymywanie naszego Skyhooku na orbicie. W miarę jak coraz więcej statków zaczepia się o niego i podciąga, zużywają pęd, który utrzymuje go na miejscu. Jeśli nic nie zrobimy, zwolni i spłonie w atmosferze. I tutaj możemy trochę oszukać wszechświat.

Skyhook to bateria energii orbitalnej.

Możliwe jest zrównoważenie ładunków przychodzących i wysyłanych. Przybywające statki, które przenoszą ludzi i materiały z kolonii na Ziemię dodadzą energię do uwięzi, która może przekazać innym statkom odlatującym w kosmos. W ten sposób uwięź nie traci energii. Im więcej korzystamy, tym taniej.

Jeśli nadal tracimy energię przy każdym doładowaniu, możemy ją odzyskać za pomocą małych silników elektrycznych lub chemicznych które regularnie korygują pozycję uwięzi. Zestaw uwięzi, jeden wokół Ziemi i jeden wokół Marsa, może pozwolić podróżować szybciej między planetami, prościej i taniej niż rakiety. Ziemski Skyhook zostałby umieszczony na ziemskiej niskiej orbicie aby złapać ludzi oraz ładunki i wyrzucić ich na Marsa. Marsjański Skyhook łapie je i zwalnia, aby wylądowały na powierzchni. W przeciwnym kierunku, uwięź może odebrać podróżujący pojazd przez cienką atmosferę Marsa przy prędkości około 1000 km/h; - niewiele szybciej niż nasze samoloty na Ziemi - i wyrzucić go z powrotem na Ziemię, aby został złapany i zdezorbitowany. Liny mogą skrócić podróże między obiema planetami, od dziewięciu do pięciu, a nawet trzech miesięcy; i zmniejszyć wymaganą skalę rakiet o 84-96 procent. Jeszcze lepiej: ludzie mogą podróżować w relatywnie luksusowych warunkach ponieważ stać nas było na inwestowanie w komfort pasażerów. Podróż na uwięzi byłaby pierwszorzędnymi miejscami na Marsa! Razem, uwięzi wokół Ziemi i Marsa mogą zapewnić szybki i opłacalny szkielet transportowy dzięki czemu podróże kosmiczne byłyby przystępniejsze. Ale przejdźmy dalej. Startując z niskiej orbity Marsa, Uwięź mogłaby wystrzelić statek do Pasa Asteroid.

Pierwszy statek, wysłany na nową asteroidę potrzebuje rakiet, aby zwolnić w miejscu docelowym. Kolejni przybysze mogą znaleźć uwięź czekającą złapać ją i wrócić za darmo. Tańsze dostawanie się do asteroid jest głównym elementem w otwieraniu zasobów Układu Słonecznego. Cenne metale i cenne minerały mogą być dostarczane na Marsa zaledwie kilka tygodni po tym, jak zostały wysłane z asteroidy. Byłyby idealnymi elementami składowymi naszej międzyplanetarnej cywilizacji. Ale po co się tu zatrzymywać? Księżyce Marsa są bardzo wygodne. Żadne inne księżyce w Układzie Słonecznym nie krążą tak blisko wokół swojej planety. Fobos jest tak ciężki, że nie musimy się martwić jego spowolnieniem, co czyni go idealnym punktem zaczepienia dla super-uwięzi. nieco poniżej 6000 km długości. Dolna końcówka przeleciałaby tuż nad powierzchnią Marsa i byłaby bardzo łatwa do złapania.

Górna końcówka może rzucać statkami aż do Jowisza i Saturna. Ta sama super-uprząż może również przybliżyć wewnętrzny układ słoneczny. Wenus i Merkury są dostępne za jednym zamachem. W przeciwieństwie do Marsa tryskają energią słoneczną oraz są bogate w minerały. W dłuższej perspektywie, nic nie stoi na przeszkodzie, aby ludzkość zbudowała zeropaliwową sieć transportową planet skalistych, skoncentrowaną na marsjańskich księżycach. Uwięzie to stosunkowo tanie i trwałe rozwiązanie do stworzenia niedrogich podróży kosmicznych oraz czyniąc resztę Układu Słonecznego dostępną do wykorzystania i eksploracji.