Vamos ser honestos, lançar coisas no espaço com foguetes é uma maneira bastante ineficiente de fazer as coisas. Os foguetes não são apenas caros para construir, mas também precisam de uma tonelada de combustível para atingir a velocidade de escape. E enquanto os custos de lançamentos individuais estão sendo reduzidos graças a conceitos como foguetes reutilizáveis e aviões espaciais, uma solução mais permanente poderia ser a construção de um Elevador Espacial.
E embora esse projeto de megaengenharia simplesmente não seja viável no momento, existem muitos cientistas e empresas em todo o mundo dedicados a tornar um elevador espacial uma realidade em nossas vidas. Por exemplo, uma equipe de engenheiros japoneses da Faculdade de Engenharia da Universidade Shizuoka criou recentemente um modelo em escala de um elevador espacial que será lançado no espaço amanhã (11 de setembro).
O conceito para um elevador espacial é bastante simples. Basicamente, exige a construção de uma estação espacial em órbita geossíncrona (GSO), que é amarrada à Terra por uma estrutura de tração. Um contrapeso seria anexado à outra extremidade da estação para manter a corda reta enquanto a velocidade de rotação da Terra garante que ela permaneça no mesmo local. Astronautas e tripulações viajavam para cima e para baixo na corda em carros, o que eliminaria a necessidade de lançamentos de foguetes.
Para o bem de seu modelo em escala, os engenheiros da Universidade Shizuoka criaram dois CubeSats ultra pequenos, cada um dos quais medindo 10 cm (3,9 polegadas) de lado. Eles são conectados por um cabo de aço de aproximadamente 10 metros de comprimento (32,8 pés), um contêiner que age como um elevador espacial se move ao longo do cabo usando um motor e câmeras montadas em cada satélite monitoram o progresso do contêiner.
Os microssatélites estão programados para serem lançados na Estação Espacial Internacional (ISS) em 11 de setembro, onde serão implantados no espaço para fins de teste. Juntamente com outros satélites, o experimento será realizado pelo veículo H-IIB nº 7, que será lançado a partir do Centro Espacial Tanegashima, na província de Kagoshima. Embora experimentos semelhantes onde os cabos foram estendidos no espaço já tenham sido realizados antes, este será o primeiro teste em que um objeto é movido ao longo de um cabo entre dois satélites.
Como um porta-voz da Universidade Shizuoka foi citado em um artigo da AFP: "Será a primeira experiência do mundo a testar o movimento do elevador no espaço".
“Em teoria, um elevador espacial é altamente plausível. As viagens espaciais podem se tornar algo popular no futuro ”, acrescentou o engenheiro da Universidade Shizuoka, Yoji Ishikawa.
Se o experimento for bem-sucedido, ajudará a estabelecer as bases para um elevador espacial real. Mas é claro que muitos desafios significativos ainda precisam ser resolvidos antes que qualquer coisa que se aproxime de um elevador espacial possa ser construída. O principal deles é o material usado para construir a corda, que deveria ser leve (para não desmoronar) e ter uma incrível resistência à tração para resistir à tensão induzida pela força centrífuga que atua no contrapeso do elevador.
Além disso, a corda também teria que suportar as forças gravitacionais da Terra, do Sol e da Lua, sem mencionar as tensões induzidas pelas condições atmosféricas da Terra. Esses desafios foram considerados intransponíveis durante o século 20, quando o conceito foi popularizado por escritores como Arthur C. Clarke. No entanto, na virada do século, graças à invenção dos nanotubos de carbono, os cientistas começaram a reconsiderar a idéia.
No entanto, a fabricação de nanotubos na escala necessária para alcançar uma estação no GSO ainda está muito além das nossas capacidades atuais. Além disso, Keith Henson - um tecnólogo, engenheiro e co-fundador da National Space Society (NSS) - argumenta que os nanotubos de carbono simplesmente não têm a força necessária para suportar os tipos de estresse envolvidos. Para isso, os engenheiros propuseram o uso de outros materiais, como o nanofilamento de diamante, mas a produção desse material na escala necessária também está além das nossas capacidades atuais.
Também existem outros desafios, que incluem como evitar que detritos espaciais e meteoritos colidam com o elevador espacial, como transmitir eletricidade da Terra para o espaço e garantir que o cabo seja resistente aos raios cósmicos de alta energia. Mas se e quando um elevador espacial pudesse ser construído, ele teria enormes recompensas, entre as quais a capacidade de transportar tripulações e carga para o espaço por muito menos dinheiro.
Em 2000, antes do desenvolvimento de foguetes reutilizáveis, o custo para colocar cargas úteis na órbita geoestacionária usando foguetes convencionais era de cerca de US $ 25.000 por quilograma (US $ 11.000 por libra). No entanto, de acordo com estimativas compiladas pela Spaceward Foundation, é possível que as cargas úteis possam ser transferidas para o GSO por apenas US $ 220 por kg (US $ 100 por libra).
Além disso, o elevador pode ser usado para implantar satélites da próxima geração, como matrizes solares espaciais. Diferentemente das matrizes solares terrestres, sujeitas ao ciclo diurno / noturno e às mudanças nas condições climáticas, elas poderiam coletar energia 24 horas por dia, 7 dias por semana, 365 dias por ano. Essa energia poderia ser transmitida dos satélites usando emissores de microondas para estações receptoras no solo.
As naves espaciais também poderiam ser montadas em órbita, outra medida de corte de custos. Atualmente, as naves espaciais precisam ser totalmente montadas aqui na Terra e lançadas no espaço, ou ter componentes individuais lançados em órbita e depois montados no espaço. De qualquer maneira, é um processo caro que requer lançadores pesados e toneladas de combustível. Mas com um elevador espacial, os componentes podem ser elevados à órbita por uma fração do custo. Melhor ainda, fábricas autônomas poderiam ser colocadas em órbita, capazes de construir os componentes necessários e montar naves espaciais.
Não é de admirar, então, por que várias empresas e organizações esperam encontrar maneiras de superar os desafios técnicos e de engenharia que essa estrutura acarreta. Por um lado, você tem o International Space Elevator Consortium (ISEC), um afiliado da Sociedade Espacial Nacional, formada em 2008 para promover o desenvolvimento, a construção e a operação de um elevador espacial.
Depois, há a Obayashi Corporation, que está trabalhando com a Universidade Shizuoka para criar um elevador espacial até o ano 2050. De acordo com o plano, o cabo do elevador seria composto por um cabo de nanotubo de carbono de 96.000 km (59.650 milhas) capaz de transportar 100 -ton escaladores. Ele também consistirá em um porto terrestre flutuante de 400 m de diâmetro e um contrapeso de 12.500 toneladas (13.780 US ton).
Como disse o professor Yoshio Aoki, da Faculdade de Ciência e Tecnologia da Universidade Nihon (que supervisiona o projeto de elevador espacial da Obayashi Corp.): “[Um elevador espacial] é essencial para indústrias, instituições de ensino e governo unirem as mãos para o desenvolvimento tecnológico. . ”
É verdade que o custo de construção de um elevador espacial seria enorme e provavelmente exigiria um esforço internacional e multigeracional combinado. E permanecem desafios significativos que exigirão desenvolvimentos tecnológicos significativos. Mas, para esse gasto único (mais o custo de manutenção), a humanidade teria acesso irrestrito ao espaço no futuro próximo e a custos significativamente reduzidos.
E se esse experimento for bem-sucedido, ele fornecerá dados essenciais que poderão um dia informar a criação de um elevador espacial.
