1960 년대 Arthur C. Clarke가 정지 위성을 설명하면서 연설 한 피어슨은 아폴로 달 착륙 시절 캘리포니아의 NASA Ames Research Center에서 일하는 동안 우주 엘리베이터의 모든 개념에 영감을주었습니다.
Pearson은“Clarke는 정지 궤도에서 통신 위성을 이해하는 좋은 방법은 지구 위 35,786km (22,236 마일)에있는 높은 탑의 꼭대기에서 그것들을 상상하는 것이라고 말했다. 탑?"
그는 이론적으로 작은 소행성과 같은 균형추를 정지 궤도에 주차 한 다음 케이블을 아래로 확장하여 지구의 적도에 부착하는 것이 가능하다는 것을 깨달았습니다. 이론적으로 엘리베이터 카는 긴 케이블을 올라가고 화학 로켓이 제공하는 가격의 일부만으로도 중력에서 우주로화물을 옮길 수 있습니다.
… 이론에 의하면. 문제는, 지금, 지구 중력에서 케이블의 무게 만 지탱하는 데 필요한 재료가 존재하지 않는다는 것입니다. 야구장에서 인장 강도를 가진 탄소 나노 튜브의 출현과 함께, 지난 몇 년 동안, 사람들은 마침내 웃음 단계를 지나서 진지하게 조사하기 시작했습니다. 그리고 실험실에서 탄소 나노 튜브가 소량으로 제조되었지만 엔지니어들은 여전히 필요한 강도를 제공 할 수있는 긴 케이블로 이들을 짜는 데 몇 년이 걸립니다.
피어슨은 기술적 인 문제가 엄청나다는 것을 알고 있었기 때문에“달에 엘리베이터를 만들지 않겠습니까?”
달에서는 중력이 지구상에서 느끼는 것의 6 분의 1이며 우주 엘리베이터 케이블은 현재 제조 기술 내에 있습니다. 달 표면에서 케이블을 늘리면 광물과 보급품을 지구 궤도에 전달하는 저렴한 방법이 있습니다.
달의 우주 엘리베이터는 지구를 기반으로 한 것과 다릅니다. 24 시간마다 회전하는 우리의 행성과 달리 달은 29 일에 한 번만 축을 켭니다. 지구 주위의 한 궤도를 완성하는 데 걸리는 시간과 같습니다. 그렇기 때문에 달의 한쪽 만 볼 수 있습니다. 정지 궤도의 개념은 실제로 달 주위에 의미가 없습니다.
그러나 Earth-Moon 시스템에는 위성 또는 우주 엘리베이터 카운터 웨이트와 같이 질량이 낮은 물체를 배치 할 수 있으며 매우 적은 에너지로도 Earth-Moon Lagrange 지점과 같은 안정된 상태를 유지할 수있는 5 개의 장소가 있습니다. 달 표면에서 약 58,000km 떨어진 지점 인 L1 지점은 완벽하게 작동합니다.
지구와 달 사이의 지점에서 중력이 완벽하게 균형 잡힌 공간에 떠 다니는 영상. 왼쪽을보고 달은 약 58,000km (37,000 마일) 떨어져 있습니다. 당신의 오른쪽을보고 지구는 그 거리의 5 배 이상입니다. 어떤 종류의 추진 장치도 없다면,이 완벽한 균형점을 벗어나 지구 나 달쪽으로 가속하기 시작할 것입니다. L1은 균형이 맞지만 불안정합니다.
피어슨은 NASA가 L1 지점까지 거대한 케이블 스풀을 운반하는 우주선을 발사 할 것을 제안하고있다. 케이블을 달 표면으로 풀링 할 때 L1 지점에서 천천히 뒤로 떨어집니다. 일단 케이블이 달 표면에 고정되면 케이블이 장력을 제공하며, 전체 케이블은 진자가 땅을 향한 것처럼 완벽한 균형을 유지하게됩니다. 그리고 진자처럼, 엘리베이터는 지구의 중력이 멀리 떨어질 때 항상 L1 지점을 향하여 완벽하게 정렬됩니다. 이 임무에는 달 표면에서 케이블 상단까지 올라갈 수있는 작은 태양열 등반가도 포함될 수 있으며, 달의 암석 샘플을 높은 지구 궤도에 전달할 수 있습니다. 더 많은 미션을 통해 전체 등반 팀을 확보하고 개념을 대량 생산 작업으로 전환 할 수 있습니다.
지구 대신 엘리베이터를 달에 연결하는 이점은 관련된 힘이 훨씬 작다는 사실입니다. 달의 중력은 지구의 1/6입니다. 극한 인장 강도를 가진 이국적인 나노 튜브 대신 케블라 (Kevlar) 또는 스펙트라 (Spectra)와 같이 시판되는 고강도 재료를 사용하여 케이블을 만들 수 있습니다. 실제로 Pearson은 M5라는 상업용 섬유를 사용하지 않았으며베이스에서 200kg의 리프팅 용량을 지원하는 전체 케이블의 무게는 6,800kg에 불과하다고 계산했습니다. 이것은 Boeing, Lockheed Martin 및 Arianespace가 제공하는 가장 강력한 로켓의 기능 내에 있습니다. 하나의 발사는 달에 엘리베이터를 설치하는 것입니다. 엘리베이터가 설치되면 유리와 붕소와 같은 추가 재료로 달을 제조 할 수 있습니다.
그렇다면 달에 연결된 우주 엘리베이터로 무엇을 하시겠습니까? Pearson은“달에는 지구상에서 발사하는 것보다 훨씬 쉽게 모아서 궤도에 진입하는 것이 훨씬 쉬운 모든 종류의 자원이 있습니다. 달의 반석 (달 먼지)은 우주 정거장의 차폐물로 사용될 수 있습니다. 금속 및 기타 광물은 표면에서 채굴되어 우주 건설에 사용될 수 있습니다. 달의 남극에서 얼음이 발견되면 우주선에 물, 산소 및 연료를 공급할 수 있습니다.”
달의 남극에서 물 얼음이 나오면 거기에 두 번째 케이블을 연결 한 다음 끝에서 첫 번째 케이블에 연결할 수 있습니다. 이를 통해 남쪽의 달 기지는 지상을 따라 첫 번째 엘리베이터의 기지로 이동할 필요없이 지구 궤도에 물질을 전달할 수 있습니다.
바위에는 좋지만 사람들에게는 좋지 않습니다. 등반가가 한 시간에 수백 킬로미터로 케이블을 옮겼더라도 우주 비행사는 몇 주 동안 여행을하고 깊은 우주의 방사선에 노출 될 것입니다. 그러나화물에 관해 이야기 할 때, 느리고 꾸준한 경쟁에서 승리합니다.
피어슨은 1979 년 음력 엘리베이터에 대한 아이디어를 처음 발표했으며 그 이후로 계속 투구하고 있습니다. 하지만 올해 NASA는 웃지 않고 듣고 있습니다. Pearson의 회사 인 Star Technology and Research는 최근 NASA의 NIAC (Institute for Advanced Concepts)로부터 6 개월 간의 연구 조사를 통해 75,000 달러의 보조금을 받았습니다. 아이디어가 유망한 것으로 판명되면 Pearson은 일부 엔지니어링 과제를 극복하기 위해 더 많은 보조금을 받고 내부 및 NASA의 파트너를 찾아 개발에 도움을 줄 수 있습니다.
NIAC는 NASA의 일반적인 안락한 기술 영역 (예 : 달의 엘리베이터)을 벗어나는 아이디어를 찾고 많은 위험과 미지의 문제가 해결 될 때까지 아이디어를 개발하는 데 도움을줍니다.
피어슨은이 보조금이 달의 엘리베이터가 새로운 달-화성 우주 탐사 비전에 귀중한 기여가되어 우주의 미래의 음력 기지와 산업을 지원할 수 있도록 NASA에 도움이 되길 희망합니다. 또한 엔지니어는 지구에 엘리베이터를 설치하는 데 큰 어려움을 겪지 않고 엘리베이터를 우주에 조립하는 데 따르는 어려움을 이해할 수있는 방법을 제공합니다.
Fraser Cain 작성
