สุนทรพจน์ของ Arthur C. Clarke ในทศวรรษ 1960 การอธิบายดาวเทียม geostationary ทำให้เพียร์สันเป็นแรงบันดาลใจสำหรับแนวคิดทั้งหมดของลิฟท์อวกาศขณะที่เขาทำงานที่ศูนย์วิจัย NASA Ames ในแคลิฟอร์เนียระหว่างวันที่เพลอพอลโลมูน
“ คล๊าร์คกล่าวว่าวิธีที่ดีที่จะเข้าใจดาวเทียมสื่อสารในวงโคจร geostationary คือการจินตนาการพวกมันที่ชั้นบนสุดของหอคอยสูงตั้งอยู่ 35,786 กม. (22,236 ไมล์) เหนือโลก” เพียร์สันเล่า“ ฉันคิดว่าทำไมไม่สร้างจริงขึ้น หอ?”
เขาตระหนักว่าเป็นไปได้ในทางทฤษฎีที่จะจอดถ่วงเช่นดาวเคราะห์น้อยในวงโคจรค้างฟ้าจากนั้นขยายสายเคเบิลลงและติดไว้ที่เส้นศูนย์สูตรของโลก ในทางทฤษฎีรถยนต์ลิฟต์สามารถเดินทางด้วยสายเคเบิลยาวและขนถ่ายสินค้าจากแรงโน้มถ่วงของโลกได้ดีและเข้าสู่อวกาศในราคาเพียงเศษเสี้ยวของจรวดเคมี
…ตามทฤษฎี จากนั้นปัญหาและตอนนี้ก็คือวัสดุที่จำเป็นในการรองรับแม้เพียงน้ำหนักของสายเคเบิลในแรงโน้มถ่วงของโลกก็ไม่มีอยู่ ในไม่กี่ปีที่ผ่านมาด้วยการปรากฎตัวของท่อนาโนคาร์บอน - ด้วยแรงดึงในสนามเบสบอล - ในที่สุดผู้คนก็เคลื่อนตัวผ่านขั้นตอนการหัวเราะและเริ่มตรวจสอบอย่างจริงจัง และในขณะที่ท่อนาโนคาร์บอนผลิตในปริมาณเล็กน้อยในห้องทดลอง แต่วิศวกรยังห่างไกลจากการสานเข้าด้วยกันเป็นสายเคเบิลยาวซึ่งสามารถให้ความแข็งแรงที่จำเป็น
เพียร์สันรู้ว่าความท้าทายทางเทคนิคนั้นน่ากลัวเขาจึงสงสัยว่า“ ทำไมไม่สร้างลิฟต์บนดวงจันทร์”
บนดวงจันทร์พลังแห่งแรงโน้มถ่วงเป็นหนึ่งในหกของสิ่งที่เรารู้สึกที่นี่บนโลกและสายลิฟต์อวกาศนั้นอยู่ในเทคโนโลยีการผลิตในปัจจุบันของเรา ยืดสายเคเบิลขึ้นจากพื้นผิวของดวงจันทร์และคุณมีวิธีที่ไม่แพงในการส่งแร่ธาตุและวัสดุไปยังวงโคจรของโลก
ลิฟต์อวกาศดวงจันทร์จะทำงานแตกต่างจากที่ขึ้นอยู่กับโลก ซึ่งแตกต่างจากโลกของเราซึ่งหมุนรอบทุก ๆ 24 ชั่วโมงดวงจันทร์จะหมุนแกนของมันทุกๆ 29 วัน ระยะเวลาเท่ากันในการทำให้ครบหนึ่งวงโคจรรอบโลก นี่คือเหตุผลที่เราสามารถเห็นด้านใดด้านหนึ่งของดวงจันทร์เท่านั้น แนวคิดเกี่ยวกับวงโคจรของ geostationary ไม่สมเหตุสมผลรอบดวงจันทร์
อย่างไรก็ตามมีสถานที่ห้าแห่งในระบบ Earth-Moon ที่คุณสามารถใส่วัตถุที่มีมวลต่ำ - เช่นดาวเทียม…หรือถ่วงน้ำหนักลิฟต์อวกาศ - และทำให้พวกมันยังคงทรงตัวด้วยพลังงานน้อยมาก: จุด Earth-Moon Lagrange จุด L1 ซึ่งอยู่ห่างจากพื้นผิวดวงจันทร์ประมาณ 58,000 กม. นั้นจะทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบ
การถ่ายภาพที่คุณกำลังลอยอยู่ในอวกาศตรงจุดระหว่างโลกกับดวงจันทร์ซึ่งแรงโน้มถ่วงจากทั้งสองนั้นสมดุลกันอย่างสมบูรณ์ มองไปทางซ้ายมือและดวงจันทร์อยู่ห่างออกไปประมาณ 58,000 กม. (37,000 ไมล์) มองไปทางขวาของคุณและโลกนั้นมีระยะทางมากกว่า 5 เท่า ในที่สุดคุณจะลอยออกจากจุดสมดุลที่สมบูรณ์แบบนี้จากนั้นโดยเริ่มจากการเร่งความเร็วไปสู่โลกหรือดวงจันทร์ L1 มีความสมดุล แต่ไม่เสถียร
เพียร์สันกำลังเสนอว่านาซ่าเปิดตัวยานอวกาศที่บรรทุกสายเคเบิลขนาดใหญ่ไปยังจุด L1 มันจะถอยห่างออกไปจากจุด L1 อย่างช้าๆเนื่องจากมันปลดสายเคเบิลลงสู่พื้นผิวดวงจันทร์ เมื่อสายเคเบิลถูกยึดกับพื้นผิวดวงจันทร์มันจะให้ความตึงเครียดและสายเคเบิลทั้งหมดจะแขวนอยู่ในสมดุลที่สมบูรณ์แบบเช่นลูกตุ้มชี้ไปทางพื้นดิน เช่นเดียวกับลูกตุ้มลิฟต์จะปรับแนวให้เข้าหาจุด L1 เสมอเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกถูกดึงออกไป ภารกิจอาจรวมถึงนักปีนพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดเล็กที่สามารถปีนขึ้นไปจากพื้นผิวดวงจันทร์ถึงด้านบนของสายเคเบิลและส่งตัวอย่างของหินดวงจันทร์เข้าสู่วงโคจรของโลกสูง ภารกิจเพิ่มเติมสามารถส่งทีมนักปีนเขาทั้งหมดและเปลี่ยนแนวคิดให้เป็นการดำเนินการผลิตจำนวนมาก
ข้อดีของการเชื่อมต่อลิฟท์เข้ากับดวงจันทร์แทนโลกนั้นเป็นความจริงง่ายๆที่กองกำลังที่เกี่ยวข้องมีขนาดเล็กลงมาก - แรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์อยู่ที่ 1 ใน 6 ของโลก แทนที่จะสร้างท่อนาโนแปลกใหม่ที่มีความต้านทานแรงดึงสูงสุดสายเคเบิลสามารถสร้างขึ้นได้ด้วยวัสดุที่มีความแข็งแรงสูงในเชิงพาณิชย์เช่นเคฟล่าร์หรือสเป็คตร้า ในความเป็นจริง Pearson ได้กลายเป็นศูนย์ในเส้นใยเชิงพาณิชย์ที่เรียกว่า M5 ซึ่งเขาคำนวณว่าจะมีน้ำหนักเพียง 6,800 กิโลกรัมสำหรับสายเคเบิลเต็มรูปแบบที่จะรองรับความสามารถในการยก 200 กิโลกรัมที่ฐาน นี่คือความสามารถของจรวดที่ทรงพลังที่สุดที่จัดหาโดย Boeing, Lockheed Martin และ Arianespace การเปิดตัวครั้งแรกคือการวางลิฟต์บนดวงจันทร์ และเมื่อติดตั้งลิฟต์คุณสามารถเริ่มต้นเสริมด้วยวัสดุเพิ่มเติมเช่นแก้วและโบรอนซึ่งสามารถผลิตได้บนดวงจันทร์
แล้วคุณจะทำอย่างไรกับลิฟต์อวกาศที่เชื่อมต่อกับดวงจันทร์ “ มากมาย” เพียร์สันกล่าว“ มีทรัพยากรทุกชนิดบนดวงจันทร์ซึ่งจะง่ายกว่ามากในการรวบรวมและนำเข้าสู่วงโคจรแทนที่จะปล่อยจากโลก Lunar regolith สามารถใช้เป็นเกราะป้องกันสำหรับสถานีอวกาศได้ โลหะและแร่ธาตุอื่น ๆ สามารถขุดได้จากพื้นผิวและใช้สำหรับการก่อสร้างในอวกาศ และหากพบน้ำแข็งที่ขั้วใต้ของดวงจันทร์คุณสามารถส่งน้ำออกซิเจนและแม้แต่เชื้อเพลิงไปยังยานอวกาศได้”
หากน้ำแข็งในน้ำหมุนตัวขึ้นที่ขั้วใต้ของดวงจันทร์คุณสามารถใช้สายเคเบิลเส้นที่สองที่นั่นแล้วเชื่อมต่อที่ปลายสายเคเบิลแรก สิ่งนี้จะทำให้ฐานใต้ดวงจันทร์ส่งวัสดุไปยังวงโคจรของโลกสูงโดยไม่ต้องเดินทางไปตามพื้นดินไปยังฐานของลิฟต์แรก
มันยอดเยี่ยมสำหรับหิน แต่ไม่ใช่สำหรับผู้คน แม้ว่านักปีนเขาจะขยับสายเคเบิลขึ้นไปหลายร้อยกิโลเมตรต่อชั่วโมง แต่นักบินอวกาศก็ต้องเดินทางเป็นเวลาหลายสัปดาห์และสัมผัสกับการแผ่รังสีของห้วงอวกาศ แต่เมื่อคุณพูดถึงการขนส่งสินค้าช้าและมั่นคงชนะการแข่งขัน
เพียร์สันตีพิมพ์ความคิดของเขาเกี่ยวกับลิฟต์ดวงจันทร์ครั้งแรกในปี 1979 และเขาก็ขว้างตั้งแต่นั้นมา แม้ว่าปีนี้นาซ่าจะไม่หัวเราะพวกเขากำลังฟังอยู่ บริษัท Star Technology และการวิจัยของ บริษัท Pearson เพิ่งได้รับเงินสนับสนุน $ 75,000 จากสถาบัน NASA ของแนวคิดขั้นสูง (NIAC) สำหรับการศึกษาหกเดือนเพื่อศึกษาความคิดเพิ่มเติม หากความคิดพิสูจน์ให้เห็นว่ามีแนวโน้มสดใสเพียร์สันอาจได้รับทุนสนับสนุนจำนวนมากเพื่อเริ่มเอาชนะความท้าทายด้านวิศวกรรมและมองหาพันธมิตรภายในและ NASA และออกไปช่วยในการพัฒนา
NIAC ค้นหาแนวคิดที่อยู่นอกเขตเทคโนโลยีความสะดวกสบายตามปกติของ NASA - ตัวอย่างเช่น ... ลิฟต์บนดวงจันทร์ - และช่วยพัฒนาพวกเขาจนถึงจุดที่ความเสี่ยงและสิ่งแปลกปลอมจำนวนมากถูกรีดออกมา
เพียร์สันหวังว่าการบริจาคครั้งนี้จะช่วยให้เขาทำเรื่องต่อนาซ่าว่าลิฟต์ดวงจันทร์จะเป็นประโยชน์ต่อวิสัยทัศน์การสำรวจอวกาศดวงจันทร์ - ดาวอังคารซึ่งเป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อการสนับสนุนฐานทางจันทรคติในอนาคตและอุตสาหกรรมในอวกาศ และมันจะทำให้วิศวกรมีวิธีที่จะเข้าใจถึงความยากลำบากในการสร้างลิฟท์สู่อวกาศโดยไม่ต้องเผชิญกับความท้าทายอันยิ่งใหญ่ของการสร้างมันขึ้นมาบนโลกก่อน
เขียนโดย Fraser Cain
