En tale af Arthur C. Clarke i 1960'erne, hvor han forklarede geostationære satellitter, gav Pearson inspiration til hele konceptet med rumløftere, mens han arbejdede på NASA Ames Research Center i Californien i dagene af landingerne af Apollo Moon.
"Clarke sagde, at en god måde at forstå kommunikationssatellitter i geostationær bane var at forestille sig dem i toppen af et højt tårn, der ligger 35.786 km (22.236 miles) over Jorden," husker Pearson, "jeg regnede med, hvorfor ikke bygge en faktisk tårn?"
Han indså, at det teoretisk var muligt at parkere en modvægt, som en lille asteroide, i en geostationær bane og derefter forlænge et kabel ned og anbringe det ved jordens ækvator. I teorien kunne elevatorbiler køre op ad det lange kabel og overføre last ud af jordens tyngdekraft godt og ud i rummet til en brøkdel af prisen, der leveres af kemiske raketter.
… i teorien. Problemet derefter, og nu, er, at det materiale, der kræves for at understøtte bare vægten af kablet i jordens tyngdekraft, ikke findes. Kun i de sidste par år, med fremkomsten af kulstofnanorør - med trækstyrke i kugleområdet - er folk omsider bevæget sig forbi det latterlige stadium og begyndt at undersøge det alvorligt. Og selvom carbon nanorør er fremstillet i små mængder i laboratoriet, er ingeniører stadig år væk fra at væve dem sammen til et langt kabel, der kunne give den nødvendige styrke.
Pearson vidste, at de tekniske udfordringer var formidable, så han spekulerede på, "hvorfor ikke bygge en elevator på månen?"
På Månen er tyngdekraften en sjettedel af det, vi føler her på Jorden, og et rumløftkabel er godt inden for vores nuværende produktionsteknologi. Stræk et kabel op fra månens overflade, så har du en billig metode til at levere mineraler og forsyninger til Jorden kredsløb.
En måneskilt-elevator ville fungere anderledes end en baseret på Jorden. I modsætning til vores egen planet, der roterer hver 24. time, drejer Månen kun på sin akse en gang hver 29. dag; den samme mængde tid, det tager at fuldføre en bane rundt om Jorden. Derfor kan vi kun se den ene side af månen. Begrebet geostationær bane giver ikke rigtig mening omkring Månen.
Der er dog fem steder i Earth-Moon-systemet, hvor du kan placere et objekt med lav masse - som en satellit ... eller en rumvægtmotvægt - og få dem til at forblive stabile med meget lidt energi: Earth-Moon Lagrange-punkter. L1-punktet, et sted ca. 58.000 km over månens overflade, fungerer perfekt.
Billedbehandling, at du flyder i rummet på et punkt mellem Jorden og Månen, hvor tyngdekraften fra begge er perfekt afbalanceret. Se til venstre, og månen er cirka 58.000 km væk; se til højre for dig, og Jorden er mere end 5 gange den afstand. Uden nogen form for thrustere vil du i sidste ende løbe ud af dette perfekte balancepunkt og derefter begynde at accelerere mod enten Jorden eller Månen. L1 er afbalanceret, men ustabil.
Pearson foreslår, at NASA lancerer et rumfartøj med en enorm spole af kabel til L1-punktet. Det ville langsomt vende tilbage fra L1-punktet, da det fjernede sit kabel ned til månens overflade. Når kablet var forankret på månens overflade, ville det give spændinger, og hele kablet ville hænge i perfekt balance, ligesom en pendul, der peger mod jorden. Og som en pendel, ville elevatoren altid holde sig perfekt i retning mod L1-punktet, da Jordens tyngdekraft trækkede væk mod det. Missionen kunne endda omfatte en lille solenergidreven klatrer, der kunne klatre op fra månens overflade til toppen af kablet og levere prøver af månebergarter i en høj jorden bane. Yderligere missioner kunne levere hele hold klatrere og omdanne konceptet til en masseproduktionsoperation.
Fordelen ved at forbinde en elevator til Månen i stedet for Jorden er den enkle kendsgerning, at de involverede kræfter er meget mindre - Månens tyngdekraft er 1/6 af Jordens. I stedet for eksotiske nanorør med ekstreme trækstyrker, kunne kablet bygges ved hjælp af kommercielt tilgængelige materialer med høj styrke, såsom Kevlar eller Spectra. Faktisk har Pearson nulstillet en kommerciel fiber kaldet M5, som han beregner kun ville veje 6.800 kg for et fuldt kabel, der understøtter en løftekapacitet på 200 kg ved basen. Dette er godt inden for kapaciteterne hos de mest kraftfulde raketter leveret af Boeing, Lockheed Martin og Arianespace. En lancering er det at tage en elevator på Månen. Og når elevatoren var installeret, kunne du begynde at forstærke den med yderligere materialer, som glas og bor, som kunne fremstilles på Månen
Så hvad ville du gøre med en rumslift tilsluttet Månen? ”Masser,” siger Pearson, ”der er alle slags ressourcer på Månen, som ville være meget lettere at samles der og bringe i kredsløb snarere end at lancere dem fra Jorden. Lunar regolit (måneskidt) kunne bruges som afskærmning til rumstationer; metaller og andre mineraler kunne udvindes fra overfladen og bruges til konstruktion i rummet; og hvis der opdages is ved Månens sydpol, kan du levere vand, ilt og endda brændstof til rumfartøjer. ”
Hvis vandis viser sig ved Månens sydpol, kan du køre et andet kabel der, og derefter forbinde det i slutningen til det første kabel. Dette vil give en sydlig månebase mulighed for at levere materiale ind i en høj jordbane uden at skulle rejse langs jorden til basen af den første elevator.
Det ville være fantastisk til klipper, men ikke for mennesker. Selv hvis en klatrer flyttede op ad kablet hundreder af kilometer i timen, ville astronauter rejse i uger og blive udsat for stråling i det dybe rum. Men når du taler om last, vinder langsom og stabil løbet.
Pearson offentliggjorde først sin idé om en månelift tilbage i 1979, og han har slået den lige siden. I år, dog, ler NASA ikke, de lytter. Pearssons virksomhed, Star Technology and Research, blev for nylig tildelt et tilskud på $ 75.000 fra NASAs Institute for Advanced Concepts (NIAC) til en seks-måneders undersøgelse for at undersøge ideen yderligere. Hvis ideen viser sig at være lovende, kunne Pearson modtage et større tilskud for at begynde at overvinde nogle af de tekniske udfordringer og se efter partnere inden i og NASA og ud for at hjælpe med dens udvikling.
NIAC ser efter ideer, der er langt uden for NASAs normale komfortzone af teknologier - for eksempel ... en elevator på Månen - og hjælper med at udvikle dem til det punkt, at mange af de risici og ukendte er blevet udskåret.
Pearson håber, at denne bevilling vil hjælpe ham med at gøre sagen over for NASA, at en månelift ville være et uvurderligt bidrag til den nye måne-Mars-undersøgelse af rumfartsundersøgelser og understøtte fremtidige månebaser og industrier i rummet. Og det ville give ingeniører en måde at forstå vanskelighederne ved at bygge elevatorer i rummet uden at påtage sig den enorme udfordring at bygge det på Jorden først.
Skrevet af Fraser Cain
