Kanadyjska firma patentuje latający kosmodrom. To będzie najwyższa budowla świata

Jak obniżyć koszty misji kosmicznych? Zamiast startować z powierzchni Ziemi, kanadyjska firma chce zbudować unoszącą się wysoko platformę startową.

Choć różne obiekty, startujące z Ziemi przemierzają miliony kilometrów przestrzeni kosmicznej, to najdroższe i najtrudniejsze jest pokonanie pierwszego, bardzo krótkiego odcinka, liczącego kilkadziesiąt kilometrów.

Blisko powierzchni Ziemi atmosfera jest gęsta, opory powietrza bardzo duże, grawitacja silna, a do tego zmieniają się warunki pogodowe. Startująca z Ziemi rakieta musi zużyć ogromne ilości paliwa, aby w ogóle unieść się w powietrze.

Co więcej mamy tutaj do czynienia z kosmiczną incepcją – wyniesienie wraz z rakietą dużych ilości paliwa wymaga zużycia dużych ilości paliwa, potrzebnego do uniesienia paliwa. Koło się zamyka, problemy piętrzą, koszty rosną.

Pomysłów na rozwiązanie tego problemu jest wiele, ale wszystkie mają co najmniej jedną, wspólną cechę – w teorii brzmią nieźle, ale na razie ludzkość nie dysponuje technologią, dzięki której mogłaby zrealizować śmiałe plany.

Wielu problemów będzie można uniknąć np. dzięki budowaniu statków kosmicznych nie na powierzchni Ziemi, ale na orbicie naszej planety, jednak na razie to jedynie wizje mniej lub bardziej odległej przyszłości.

Bliższa realizacji wydaje się za to koncepcja windy kosmicznej. Albo raczej czegoś, co będzie jej skromną namiastką, ale nawet w takiej postaci ograniczy koszty wypraw kosmicznych o jedną trzecią.

Czym jest winda kosmiczna? Pomysł sprowadza się do tego, aby na orbicie geostacjonarnej umieścić jakiś ładunek, np. stację kosmiczną, połączoną z powierzchnią Ziemi bardzo wytrzymałą liną, po której różne ładunki mogłyby „wspinać” się bez potrzeby używania rakiet i statków kosmicznych.

Aby lina wraz z przyczepioną do niej stacją kosmiczną po prostu nie spadła na Ziemię, konieczna jest również przeciwwaga, sięgająca daleko w przestrzeń kosmiczną, która – dzięki sile odśrodkowej - sprawi, że całość będzie wisieć nieruchomo. Przeciwwagę mógłby ewentualnie zastąpić jakiś obiekt o dużej masie – np. przyholowana w pobliże Ziemi asteroida – do którego można by było przyczepić drugi koniec liny.

W teorii brzmi to całkiem prosto. Jak zwykle gorzej z praktyką. Orbita geostacjonarna to 36 tys. kilometrów od powierzchni Ziemi, a przeciwwaga windy musiałaby sięgać jeszcze dalej (144 lub - wg Japońskiej Agencji Kosmicznej JAXA 96 tys. kilometrów).

„Lina” musiałaby być przy tym niewyobrażalnie wytrzymała, a zarazem lekka – obecnie z nadzieją patrzy się w kierunku nanorurek węglowych, ale – pomijając koszt całego przedsięwzięcia – na razie potrafimy tworzyć jedynie krótkie odcinki.

W praktyce ogrom wyzwań stojących przed konstruktorami takiej windy sprawia, że choć plany jej budowy snują niemal wszystkie liczące się instytucje związane z Kosmosem, to ich realizacja przesuwa się na coraz odleglejszą przyszłość. I mało prawdopodobne wydają się zapowiedzi NASA i JAXA, że windę uda się zbudować przed 2030 rokiem.

Czy zatem nie ma na razie innego rozwiązania, niż tradycyjne rakiety? Koszty misji z ich udziałem systematycznie spadają, w czym mają spory udział prywatne firmy, takie jak SpaceX Elona Muska czy Blue Origin Jeffa Bezosa. Mimo tego misje kosmiczne – zwłaszcza te ambitniejsze, niż wysyłanie niewielkich ładunków na niską orbitę – wciąż są bardzo drogie.

Pomysł na rozwiązanie tej sytuacji przedstawiła kanadyjska firma Thoth Technology. Thoth ma już na koncie prace koncepcyjne nad windą kosmiczną, ale jej nowy – i już opatentowany -pomysł wydaje się znacznie prostszy i bliższy realizacji.

Thoth Technology przedstawiła bowiem projekt wieży, wysokiej na 20 kilometrów. Konstrukcja ma składać się z pneumatycznych, unoszących się w powietrzu segmentów, wewnątrz których znajdzie się szyb transportowy, pozwalający na wynoszenie ładunków w górę. Zwieńczeniem wieży ma być platforma z kosmodromem lub pasem startowym dla statków kosmicznych.

Jak utrzymać stabilność takiej konstrukcji? Ponieważ jej wysokość uniemożliwia zastosowanie odciągów, Thoth proponuje, by stabilność zapewniały koła zamachowe, umieszczone w rejonie górnej platformy. Wykonywane z niej starty miałyby być – dzięki niewielkiej gęstości powietrza – znacznie tańsze, niż z powierzchni Ziemi, a wieża pozwoliłaby obniżyć koszt lotów w Kosmos o jedną trzecią.

Czy doczekamy się tej inwestycji? Przyznam, że gdy słyszę o kolejnych planach budowy windy kosmicznej, reaguję podobnie, jak na doniesienia o nowych, superwydajnych akumulatorach czy leku na raka – o przełomie w tych dziedzinach słyszymy średnio raz w tygodniu, ale poza ekscytacją różnych dziennikarzy nic z tego dla świata nie wynika.

Pomysł Kanadyjczyków wydaje się – w porównaniu z innymi inicjatywami – dość skromy, a do tego uwzględnia ograniczenia współczesnych technologii.

I choć nie jest windą kosmiczną, a jedynie jej skromną namiastką, to wskazuje całkiem ciekawy kierunek dalszych poszukiwań. Może zanim doczekamy się prawdziwej windy kosmicznej albo budowy statków na orbicie naszej planety, eksploracja Kosmosu stanie się łatwiejsza właśnie dzięki takim wieżom?