Illusztráció: Wikipedia / NASA
És mi legyen helyette?
Először is, mi is az az űrlift? Ha nem újdonság, ugord át a kifejtést! Nagyon leegyszerűsítve: egy 35 786 km magas lift, egy nagyon-nagyon (nagyon, nagyon, brutálisan) erős kábel, amelyet körülölelve siklik rajta egy vivőszerkezet; maga a jármű. A "kábel" épp olyan hosszú, hogy a Föld forgásának köszönhetően a centrifugális erő kint tartja a helyén, lényegében kifeszíti. Persze valójában nem tartja kint, mindenféle torzítóhatások hatnának rá, de a scifibe illő elképzelés szerint ezeket a hatásokat (pl. a Coriolis erő, légköri turbulenciák, a Föld, a Hold és a Nap gravitációs viszonyai), tehát ezeket a hatásokat ideális esetben kiküszöbölnék valamilyen még ismeretlen technikai megoldással.
Az előnye az lenne, hogy nem kellene rakétákkal felszállítani az űrbe az anyagokat, hanem csak elektromos meghajtással fel kell húzni őket a lifttel, és ott fent aztán pályára állítani. Az ötlet még 1895-ből származik Konsztantyin Ciolkovszkij orosz tudóstól, majd (egyik példaképem) Arthur C. Clarke tette népszerűvé Az éden szökőkútjai című regényében.
Az ötletet olyannyira komolyan veszik, hogy a kanadai Thoth Technologies nevű cég le is szabadalmaztatott egy kivitelt. A legnagyobb kihívást az elég nagy szakítószilárdságú kábel létrehozása jelenti, ám egy friss cikk szerint a nagy esélyes, a szén nanocsövek bár elméletben nagyon erősek, az abból készült kábel egyetlen atomnyi sérülés esetén is szakad. De most tételezzük fel, hogy megalkotjuk azt az anyagot, ami képes kibírni ezt a húzóerőt!
Még akkor is zsákutca, ha nem zsákutca.
Előszöris az ISS, a Nemzetközi Űrállomás kb. 28 ezer kilométer per órával száguld 400 kilométeres magasságban. Az űrlift által ebbe a magasságba kiszállított bármilyen eszköz azonban csak 1700 kilométer per órával haladna, ami elenyésző a 28 ezerhez képest, így lényegében bármi, amit az űrlifttel alacsony, orbitális pályára szeretnénk állítani, az visszazuhan a felszínre. Csak az nem zuhanna vissza, amit a lift tetejére viszünk fel, de ekkor is csupán csak a geostacionárius pályára állításhoz kap elegendő sebességet.
Másodszor: Még ekkor sem kap elegendő sebességet. A szállítmány a fizika törvényeinek megfelelően folyamatosan nyugat felé hajlítaná el a liftet, amit egyre nagyobb energiabefektetéssel, tehát egyre nagyobb üzemanyag-ráfordítással kellene ellensúlyozni, és ekkor ugyanott vagyunk, ahol a part szakad: mégsem nyújt teljes megoldást a lift. Minél magasabb pályára szeretnénk felvinni a rakományt, annál alkalmatlanabbá válik az űrlift erre a célra, sőt, egy ponton valószínűleg elszakadna, akkora erővel tolná nyugat felé a rakomány vagy csak maga a liftjármű, nevezzük így.
Aztán: milyen akadályok jelentkeznek az építése közben?
- Az egyik probléma az, hogy ez a rendszer csak készen működik, mert amíg a kábelt nem feszíti ki a geostacionárius pályán lévő vége (mondjuk a fogadóállomás), az egész építmény összeroskad. Eredetileg itt egy felülről lefelé történő építkezés szerepelt, de egy kedves hozzászóló olyan érdemi információval szolgált (lásd lent), ami miatt frissítésre szorul ez a pont. Mérnökök ugyanis azzal az ötlettel álltak elő, hogy az egész liftet a geoctacionárius pálya mentén "vízszintesen" építenék meg, és csak a végén forgatnák be. A dolog elvben valóban működőképes.
- Azonban ahhoz, hogy megépítsük az űrliftet, előbb fel kell szállítani a millió tonnányi építőanyagot. És mivel? Hát azzal, aminek a kiváltására az űrlift épülne: rakétával. Egyetlen kilogram feljuttatása többezer dollárba kerül. Na de ha az egész kábelszerkezet monduk 10 millió tonna (de én inkább milliárdos nagyságrendűre saccolnám), akkor 10 tonnányi darabokban felszállítva (ez nagyjából egy reális rakományméret), és havonta egy rakétát küldve 83 ezer évig tartana az építkezés. Lényegében az egész cikk tartalmazhatná csupán ezt a néhány mondatot, a többi már marginális.
- De csak a játék kedvéért, tételezzük fel, hogy megépítjük, csak összeütjük a bokánkat háromszor, és kész van.
Hogyan tartjuk karban egy meghibásodott, megsérült szakaszánál? Szakaszokra nem bonthatjuk, mert az olyan, mint a gyenge láncszem. Emlékezőanyagnak kell lennie a kábel anyagának, viszont bárhol sérül is meg a kábel (és tegyük fel, hogy nem annyira, hogy szakadjon), ott egy bármilyen műveletet végző csapat járműve vagy egy automata javítóegység a kábel mellett haladva egyszerűen nem megy olyan gyorsan, hogy pozícióban maradhasson. Hiszen ahogy jövünk befelé a kábel mentén, úgy nő a szögsebességünk és a súlyunk, tehát egy scifibe illő szuperhajtómű nélkül képtelenség pozícióban maradni, viszont ha már van ilyen hajtóművünk, semmi értelme az űrliftnek, mert ez a hajtómű szükségszerűen kiváltja azt.
Az űrlift megépítéséhez tehát olyan hajtómű-technológia kifejlesztésére van szükség, amelynek megalkotásával okafogyottá válik az űrlift megépítése.
Hogy mi lenne ez a technológia?
Egy olyan hajtóműre van szükség, ami elektromos energiával működik, és az is kell, hogy az közel korlátlanul álljon rendelkezésre. Egy ilyen hajtómű lényegében a scifi-ből ismert impulzushajtómű, ám mivel korlátlan energiaforrást tartalmaz, meggyűlhet a baja az energiamegmaradás törvényével.
A cikknek ez a része szintén frissítésre szorult, mert időközben jutott el hozzám egy friss Index-cikk, mely szerint a NASA eredményes laboratóriumi teszteket hajt végre egy elektromágneses hajtóművel, ami lényegében egy impulzushajtómű, mivel nem hagyja el érzékelhető hajtóműsugár. Ez önmagában is okoz némi kalamajkát, mert fizikai törvényt sért, mégis működik, bár ha nem tévednek az elméleti számítások, nyugodtan nevezhetjük fotonhajtóműnek is, mivel egy elmélet szerint egymást kioltó fotonpárokat generál, melyek azonban a kioltás előtt még egyfajta inverz napvitorlaként tolják előre a hajtóművet. Az erejéről nincs adat, csak annyi, hogy akár 70 nap alatt elérhető vele a Mars, amihez ha nem tekintjük ezt a hajtóművet a földfelszínről való kilövés eszközének, tehát nem váltja ki a rakétákat, ami hát túl nagy áttörést jelentene, úgyhogy nem tűnik életszerűnek, nos tehát a Mars 70 nap alatti eléréséhez nagyon kis tolóerő is elegendő. Az elektromágneses hajtómű legnagyobb előnye a teljes mértékben elektromos meghajtás, miáltal nem kell üzemanyagot is szállítani, és a szállított üzemanyagot az üzemanyag-szállítmány szállítására is méretezni.
De ami még ennél is izgalmasabb, és talán még jövőbemutatóbb is, az az, hogy ez a technológia, ha a lehetőségeit a tudománytörténet jövőjébe extrapoláljuk, egy energiafegyver alapja, hiszen fényt bocsát ki. Elvben egy fejlesztés elérheti, hogy a fotonok csak később oltsák ki egymást, ami egy kellően erős kimeneti sugarat egy adott hatósugarú fénynyalábbá alakít. Ráadásul ugyanígy alkalmas lehet aszteroidák eltérítésére is. Na de ez már tiszta scifi.
Merítsünk inspirációt a tudományos fantasztikumból, hiszen a scifi gyakran a tudomány előfutára, mert a gondolkodási folyamatot nem kötik gúzsba a mindenkori tudományos korlátok, így ha egy alkotónál az intuíció és a tudományos szakismeret megfelelő egyensúlyba kerül, az eredmény működőképes, jövőbemutató koncepció is lehet, mint amilyen ugyebár a Star Trekben megjelenő kommunikátor is volt!
Itt ajánlanám figyelmetekbe a már angolul is megjelent inspirációs kalandregényemet, melynek címe: Ammara. Az Ammara jelentős tech-tartalommal rendelkezik, de egyébként az olvasói vélemények alapján kortól és nemtől függetlenül mindenki számára élvezetes olvasmány. Ha egy jó olvasnivalóra vágysz, az ammara.hu oldalon ingyenesen letölthető a könyv első fele.