Hiss till rymden

Att ta sig till rymden är svårt.

Just nu, är det som att ta

Sig uppför ett berg på en enhjuling.

Med en ryggsäck full av sprängmedel. Otroligt långsamt, du kan inte transportera mycket saker, och du kan dö. En raket behöver uppnå en hastighet av ca 40,000 km/h för att undkomma jordens dragningskraft. För att uppnå den hastigheten består raketer mestadels av bränsle med en liten yta för nyttolast i toppen. Detta är dåligt om du vill ta dig till andra planeter för du behöver ha med dig många tunga saker om du vill överleva och kanske till och med återvända. Så, finns det ett bättre sätt att ta sig till rymden med mindre bränsle och mer last? En bra sak som löste de flesta av våra transportbehov på jorden är vad man kallar infrastruktur. Vare sig det gäller vägar för bilar, hamnar för fartyg, eller spår för tåg så har vi gjort det lättare att ta oss dit vi vill. Vi kan applicera samma lösning på rymdresor.

Infrastruktur i rymden kommer att göra resor till Månen, Mars och vidare enklare och billigare. Utmärkt, men vad exakt är rymd-infrastruktur? Till skillnad från en Jord-till-rymdhiss, som ännu är science fiction. Så finns det en enkel men lovande teknologi som inte kräver ny forskning, magiska material, eller enorma investeringar och som redan framgångsrikt testats i omlopp. En kabel och en vikt, även känt som en tjuder. Konceptet är förvånansvärt simpelt, tänk om vi satte tjudrar hundra- eller tusentals kilometer långa, uppe i rymden, och lät ett rymdskepp använda dem som stegar för att klättra högre och fortare? Detta koncept är känt som en Himlakrok. Det fungerar ännu bättre om vi får den att rotera. En motvikt håller en lång kabel på plats samtidigt som den roterar i en cirkel. En roterande tjuder sänker hastigheten i den yttersta änden relativt mot den på marken och accelererar den i toppen likt en katapult. Detta betyder att du överför kraft ifrån tjudren och får en kraftig puff vid frilösningen, i stort sett gratis, och lika med den dubbla hastigheten utav tjudrens rotationshastighet. Specialiserade fibrer existerar redan som kan hantera den extraordinära stressen som en Himlakrok skulle utsättas för.

För att skydda mot snitt och kollisioner från bråte och meteoriter, så kan vi väva in vår tjuder i ett nät av redundanta fibrer. Eftersom våran Himlakrok skulle passera över samma punkt flera gånger om dagen, så skulle detta tillåta mindre, återanvändbar skytteltrafik att haka på den. Det är självklart inte så lätt. Vid sin lägsta punkt slår tjuderns topp igenom atmosfären i ca 12,000 km/h. På grund utav Jordens atmosfär, så kan vi inte sänka Himlakroken för mycket utan att den blir för varm på grund av friktionen från luften. Så den kommer som lägst 80 till 150 kilometer men inte lägre. För att matcha detta, så behöver vi specialiserade rymdfarkoster som kan ta sig till tjudern. Medan det inte är så lätt, så är det fortfarande mycket billigare än att få en stor plåtburk, fylld med bränsle att gå i 40,000 km/h. Att fånga änden blir också en utmaning. Det finns bara ett kort fönster på 60 till 90 sekunder att hitta en pytteliten sak i skyn, som rör sig i Mach 12.

För att förenkla detta, så kan änden förlängas med en typ utav fiskelina på 1 kilometer med en drönare som hjälper rymdfarkosten att navigera och ansluta. En annan utmaning blir att hålla vår Himlakrok i omlopp. När fler och fler skepp använder sig av den, så använder de upp momentumet som håller den på plats. Om vi inte gör någonting åt detta, så saktar den ner och kraschar i atmosfären. Och här kan vi lura universum en smula.

Himlakroken är ett batteri utav omlopps-kraft.

Det gör det möjligt att balansera lasterna som ansluter och slungas iväg. Anländande skepp med människor och materiel på väg hem tillför energi till tjudern, vilket den kan ge åter till andra skepp som är på väg ut i rymden. På detta sätt så förlorar inte tjudern någon energi. Ju mer vi använder den, ju billigare blir det.

Om vi ändå förlorar energi vid varje tillfälle så kan vi återhämta denna med mindre elektriska eller kemiska motorer som regelbundet rätar upp tjuderns position. Ett set utav tjuder, en runt jorden och en runt Mars skulle göra resor mellan planeterna snabba, enkla och kostnadseffektiva jämfört med raketer. Jordens tjuder skulle ligga i en låg omloppsbana för att plocka upp människor och last för att slunga dem emot Mars. Mars tjuder fångar dem och tar dem ner för en landning på ytan. I den motsatta riktningen, så kan den plocka upp en farkost på väg genom. Mars tunna atmosfär, i endast ca 1,000km/h- -inte mycket snabbare än våra flyg här på Jorden, och slunga dem tillbaka till Jorden för att där fångas upp och sänkas ner. Tjudringarna kan korta ner resor mellan planeterna, från 9 månader, ner till 5 eller 3 och reducera storleken på raketer mellan 84 och 96 procent. Ännu bättre: folk kan då resa med relativ lyx eftersom vi då har råd att investera i komfort för passagerarna. Tjuderresor skulle innebära första-klass stolar till Mars! Tillsammans så skulle tjudren runt Jorden och Mars förse oss med grunden för snabb och kostnadseffektiv transport som skulle göra rymdresor prisvärda. Men låt oss ta det ännu längre.

Med start från låg omloppsbana runt Mars, så skulle en tjuder kunna slunga skepp till asteroidbältet. Det första skeppet som skickades till en ny asteroid skulle behöva raketer för att sakta ned inför sin slutdestination. Efterföljande ankomster skulle då finna en tjuder väntandes, redo att fånga dem och skicka tillbaka dem gratis. Att ta sig till asteroider billigt är en stor faktor för att öppna upp tillgångarna av solsystemet. Sällsynta metaller och värdefulla mineraler skulle kunna levereras till Mars bara veckor efter att de brutits ur asteroiden. De skulle vara de ultimata byggstenarna för vår interplanetära civilisation. Men varför sluta här? Mars månar är väldigt lämpligt placerade. Inga andra månar i solsystemet cirkulerar så nära sin planet. Phobos är så tung att vi inte behöver oroa oss för att den skall tappa fart, vilket gör den till ett perfekt fäste för super-tjudrar ca 6,000km långa. Den lägre änden skulle passera precis över Mars yta och vara väldigt enkel att fånga.

Den övre änden kan slunga iväg skepp ända till Jupiter och Saturnus. Samma super-tjuder kan även föra det inre solsystemet närmre. Venus och Merkurius är endast ett sving bort. Till skillnad från Mars, så sprudlar de med solens energi och är rika på mineraler. I det långa loppet så finns det inget som stoppar mänskligheten ifrån att konstruera ett drivmedelsfritt transportnätverk för de jordiska planeterna, med Mars månar i centrum. Tjudrar är en jämförbart billig och hållbar lösning för att göra rymdresor prisvärda och resten av solsystemet tillgängligt för nyttjade och utforskning. Med tanke på att vi har teknologin för att utveckla dem idag, så finns det ingen bra anledning till att vänta längre.