Un discurso de Arthur C. Clarke en la década de 1960, explicando los satélites geoestacionarios le dio a Pearson la inspiración para todo el concepto de ascensores espaciales mientras trabajaba en el Centro de Investigación Ames de la NASA en California durante los días del aterrizaje en el Apolo Luna.
"Clarke dijo que una buena manera de entender los satélites de comunicaciones en órbita geoestacionaria era imaginarlos en la cima de una torre alta, encaramada a 35.786 km (22.236 millas) sobre la Tierra", recuerda Pearson, "me imaginé, por qué no construir un verdadero ¿torre?"
Se dio cuenta de que era teóricamente posible estacionar un contrapeso, como un pequeño asteroide, en órbita geoestacionaria y luego extender un cable hacia abajo y pegarlo en el ecuador de la Tierra. En teoría, los elevadores podrían viajar por el largo cable y transferir la carga desde el pozo de gravedad de la Tierra hacia el espacio a una fracción del precio entregado por los cohetes químicos.
… En teoria. El problema entonces, y ahora, es que el material requerido para soportar incluso el peso del cable en la gravedad de la Tierra no existe. Solo en los últimos años, con el advenimiento de los nanotubos de carbono, con una resistencia a la tracción en el estadio, la gente finalmente pasó de la etapa de la risa y comenzó a investigarlo seriamente. Y aunque los nanotubos de carbono se han fabricado en pequeñas cantidades en el laboratorio, los ingenieros aún están a años de tejerlos en un cable largo que pueda proporcionar la resistencia necesaria.
Pearson sabía que los desafíos técnicos eran formidables, por lo que se preguntó: "¿por qué no construir un ascensor en la Luna?"
En la Luna, la fuerza de gravedad es una sexta parte de lo que sentimos aquí en la Tierra, y un cable de ascensor espacial está dentro de nuestra tecnología de fabricación actual. Estire un cable desde la superficie de la Luna y tendrá un método económico para entregar minerales y suministros en la órbita de la Tierra.
Un ascensor espacial lunar funcionaría de manera diferente a uno basado en la Tierra. A diferencia de nuestro propio planeta, que gira cada 24 horas, la Luna solo gira sobre su eje una vez cada 29 días; la misma cantidad de tiempo que lleva completar una órbita alrededor de la Tierra. Es por eso que solo podemos ver un lado de la Luna. El concepto de órbita geoestacionaria realmente no tiene sentido alrededor de la Luna.
Sin embargo, hay cinco lugares en el sistema Tierra-Luna donde podría colocar un objeto de baja masa, como un satélite ... o un contrapeso de un elevador espacial, y hacer que permanezcan estables con muy poca energía: los puntos Lagrange Tierra-Luna. El punto L1, un punto aproximadamente a 58,000 km sobre la superficie de la Luna, funcionará perfectamente.
Imagine que está flotando en el espacio en un punto entre la Tierra y la Luna donde la fuerza de gravedad de ambos está perfectamente equilibrada. Mire a su izquierda, y la Luna está aproximadamente a 58,000 km (37,000 millas) de distancia; mira a tu derecha y la Tierra es más de 5 veces esa distancia. Sin ningún tipo de propulsores, eventualmente saldrás de este punto de equilibrio perfecto y luego comenzarás a acelerar hacia la Tierra o la Luna. L1 es equilibrado, pero inestable.
Pearson propone que la NASA lance una nave espacial que lleve un enorme carrete de cable al punto L1. Se alejaría lentamente del punto L1 a medida que desenrollaba su cable hasta la superficie de la Luna. Una vez que el cable estaba anclado a la superficie lunar, proporcionaría tensión, y todo el cable colgaría en perfecto equilibrio, como un péndulo apuntando hacia el suelo. Y como un péndulo, el elevador siempre se mantendría perfectamente alineado hacia el punto L1, ya que la gravedad de la Tierra tiraba de él. La misión incluso podría incluir un pequeño escalador alimentado por energía solar que podría ascender desde la superficie lunar hasta la parte superior del cable y entregar muestras de rocas lunares en una órbita terrestre alta. Otras misiones podrían entregar equipos enteros de escaladores y convertir el concepto en una operación de producción en masa.
La ventaja de conectar un ascensor a la Luna en lugar de a la Tierra es el simple hecho de que las fuerzas involucradas son mucho más pequeñas: la gravedad de la Luna es 1/6 de la de la Tierra. En lugar de nanotubos exóticos con resistencias a la tracción extremas, el cable podría construirse utilizando materiales comercialmente disponibles de alta resistencia, como Kevlar o Spectra. De hecho, Pearson se ha centrado en una fibra comercial llamada M5, que calcula que solo pesaría 6.800 kg para un cable completo que soportaría una capacidad de elevación de 200 kg en la base. Esto está dentro de las capacidades de los cohetes más potentes suministrados por Boeing, Lockheed Martin y Arianespace. Un lanzamiento es que se necesita para poner un elevador en la Luna. Y una vez que se instaló el elevador, puede comenzar a reforzarlo con materiales adicionales, como vidrio y boro, que podrían fabricarse en la Luna
Entonces, ¿qué harías con un ascensor espacial conectado a la Luna? "Mucho", dice Pearson, "hay todo tipo de recursos en la Luna que serían mucho más fáciles de reunir allí y poner en órbita en lugar de lanzarlos desde la Tierra. El regolito lunar (tierra lunar) podría usarse como blindaje para estaciones espaciales; metales y otros minerales podrían extraerse de la superficie y usarse para la construcción en el espacio; y si se descubre hielo en el polo sur de la Luna, podría suministrar agua, oxígeno e incluso combustible a las naves espaciales ".
Si el hielo de agua aparece en el polo sur de la Luna, podría pasar un segundo cable allí y luego conectarlo al final al primer cable. Esto permitiría que una base de la Luna del Sur entregue material a la órbita de la Tierra alta sin tener que viajar por el suelo hasta la base del primer elevador.
Sería genial para las rocas, pero no para las personas. Incluso si un escalador subiera el cable a cientos de kilómetros por hora, los astronautas viajarían durante semanas y estarían expuestos a la radiación del espacio profundo. Pero cuando se habla de carga, lenta y constante gana la carrera.
Pearson publicó por primera vez su idea de un elevador lunar en 1979 y lo ha estado lanzando desde entonces. Este año, sin embargo, la NASA no se está riendo, están escuchando. La compañía de Pearson, Star Technology and Research, recibió recientemente una subvención de $ 75,000 del Instituto de Conceptos Avanzados (NIAC) de la NASA para un estudio de seis meses para investigar más la idea. Si la idea resulta prometedora, Pearson podría recibir una subvención mayor para comenzar a superar algunos de los desafíos de ingeniería, y buscar socios dentro y fuera de la NASA para ayudar en su desarrollo.
NIAC busca ideas que están muy fuera de la zona de tecnología de confort normal de la NASA, por ejemplo ... un elevador en la Luna, y ayuda a desarrollarlas hasta el punto de que muchos de los riesgos e incógnitas se han solucionado.
Pearson espera que esta subvención lo ayude a exponer ante la NASA que un elevador lunar sería una contribución invaluable a la nueva visión de exploración espacial Luna-Marte, apoyando futuras bases e industrias lunares en el espacio. Y les daría a los ingenieros una forma de comprender las dificultades de construir ascensores en el espacio sin asumir el inmenso desafío de construirlo primero en la Tierra.
Escrito por Fraser Cain
