De Russische wetenschapper en raketingenieur Konstantin Tsiolkovski bedacht in de 19de eeuw een manier om mensen in de ruimte te krijgen door middel van een toren te bouwen die tot in de ruimte zou reiken. Hij liet zich hiervoor inspireren door het ontwerp van de Eiffeltoren in Parijs en stelde zich een geostationair ruimtekasteel voor dat zich op een hoogte van 35 800 kilometer boven het aardoppervlak zou bevinden.
Vandaag de dag is Tsiolkovski’s idee nog steeds zeer actueel en geloven vele mensen in het slagen van een dergelijk project. Het begrip 'ruimtelift' staat voor een lift die mensen of objecten van de Aarde in de ruimte kan brengen en dit via een lange kabel die zich op de evenaar bevindt en waar langs robots omhoog kunnen klimmen of opnieuw kunnen afdalen. Dergelijk principe is gebaseerd op de balans tussen de zwaartekracht van de Aarde en de centrifugale kracht. Om dit in de praktijk om te zetten, heeft men enkele basisonderdelen nodig zoals een grondstation en een kabel.
Ingenieurs en wetenschappers zijn ervan overtuigd dat een grondstation ook verplaatsbaar kan zijn zoals een drijvend platform op zee of in de lucht. Deze beweegbare plaforms zouden er dan voor zorgen dat de kabel kan verplaatst worden indien een storm of meteoriet voor onheill zorgt. Vaststaande grondstations hebben dan weer het voordeel dat deze makkelijk aan energie kunnen geraken die nodig is om de lift te laten werken. Het meest essentiele onderdeel aan de ruimtelift is de kabel. Deze moet vervaardigd zijn uit zeer resistent materiaal dat een druk, in dit geval uitrekking, moet kunnen weerstaan van 65 GigaPascal. De meeste metalen en stalen kunnen vandaag de dag nog niet 1 Gigapascal verdragen. Daarom zal men koolstof nanobuisjes moeten gebruiken die extreem duur zijn en in theorie aan 50 GigaPascal druk kunnen weerstaan maar dit is in labo’s nog nooit verwezenlijkt. De lift zelf zal, in tegenstelling tot een traditionele lift, onmogelijk naar boven kunnen getrokken worden met kabels maar zal zichzelf moeten naar boven voortbewegen via een mechanisme. Men vermoed dat deze liften enkele honderden tonnen zullen wegen. Om deze naar boven te laten “klimmen” zal men reusachtig veel energie nodig hebben die onmogelijk kan worden opgeslagen in de vorm van batterijen maar wellicht zal worden opgewekt door een dalende lift zoals bij het dynamo principe.
Illustratie van een grondstation op zee.
Om een ruimtelift te ontwikkelen met een kabel, heeft men een sterk en zwaar tegengewicht nodig dat ervoor zorgt dat de kabel strak blijft. Er bestaan twee realistische manieren om een tegengewicht te creëren die de zwaartekracht tegen moet gaan en dit door het gebruik van een zeer zwaar object zoals een asteroïde die dan kunstmatig in een baan om de Aarde gehouden wordt. Men kan ook de kabel veel langer maken waardoor een deel van deze kabel een grotere kracht ondervindt door de rotatie van de Aarde dan van de zwaartekracht van de Aarde en de kabel dus niet op de aarde terug valt. De laatste methode lijkt de meest realiseerbare voor veel wetenschappers. Doordat aan het eind van deze lange kabel een enorme middelpuntvliegende kracht zou ontstaan, zou dit zeer goed kunnen gebruikt worden voor het lanceren van ruimteschepen op weg naar verre planeten.
Concept van een ruimtelift.
Om een dergelijke ruimtelift te bouwen, kan men beroep doen op de conventionele lanceermiddelen zoals raketten om de onderdelen in een geostationaire baan om de aarde te brengen. Hiervoor zou men tientallen of honderden raketten moeten lanceren en dit is financieel niet haalbaar. De vroegere directeur van het Institute for Scientific Research, Bradley C. Edwards, is één van de voornaamste wetenschappers die bezig is de ruimtelift, en zijn methode voor de bouw ervan, te ontwikkelen. Deze lift bestaat uit een flinterdunne kabel die men eerst de ruimte instuurt en ongeveer de dikte heeft van een haar. Deze dunne kabel zou in totaal een gewicht hebben van ongeveer 20 ton. Langs deze eerste kabel zou men dan een tweede kabel ophijsen waarna men een derde kabel zou omhoog trekken die al iets dikker is omdat de vorige twee kabels samen sterker zijn. Dit procede zou constant worden herhaald met steeds dikkere kabels tot men een kabel heeft die een eerste lift naar boven kan krijgen. In totaal zou men met deze methode ongeveer 10 jaar werken aan één ruimtelift maar het prijskaartje zou wel meer dan 5 miljard dollar bedragen.
Ruimteliften mogen dan al enorm milieuvriendelijk zijn, toch hangen er ook enkele grote risico’s aan vast. Aangezien een ruimtelift zich bevindt in een geostationaire baan om de Aarde zal deze vroeg of laat in botsing komen met één van de duizenden satellieten die rond de Aarde draaien indien hier niets aan gedaan wordt. Een tweede groot probleem zijn de meteorieten die onmogelijk allemaal in kaart te brengen zijn en voortdurend botsingen zouden veroorzaken met de ruimtelift waardoor deze constant zou moeten hersteld worden. Andere grote risico’s zijn ondermeer het weer op Aarde waarbij bliksems en stormen het grondstation en de kabel zwaar zouden kunnen toetakelen. Welllicht heeft men de grootste schrik voor het breken van de kabel die voor een regelrechte ramp zou zorgen. Indien de kabel op Aarde zou afbreken zou dit het tegengewicht nog verder de ruimte inslingeren. Als de kabel zou afbreken in de ruimte, zou de helft terugvallen op Aarde.
Natuurlijk is de financiële kant van een ruimtelift het grootste voordeel en ook al kost het miljarden om een dergelijk project te bouwen toch zou men dan mensen en materialen tegen een zeer lage prijs in de ruimte kunnen brengen waardoor men niet meer afhankelijk is van raketten. Vandaag de dag kost het ongeveer 20.000 dollar om één kilogram in een geostationaire baan om de Aarde te brengen. Om één kilogram met een ruimtelift in dezelfde baan te brengen, zou men slechts enkele honderden dollars moeten betalen waardoor dit voor veel commerciële ruimtevaartbedrijven zeer aantrekkelijk is. De bouw van een ruimtelift blijft nog steeds het grote probleem. Volgens wetenschappers zou de kostprijs voor één lift tussen de 5 en 6 miljard dollar bedragen en dit is ongeveer te vergelijken met de ontwikkeling van de Space Shuttle tijdens de Koude Oorlog. Aangezien het grondstation van een ruimtelift op de evenaar moet liggen, brengt dit opnieuw een groot probleem met zich mee want vele landen die zich op de evenaar bevinden, kennen vaak een onstabiel regime. Daar zal men dus eerst voor politieke oplossingen moeten zorgen.
