Friday , 23 May 2014
Home » Blog » Romheisen er på vei!

Romheisen er på vei!

Av Geir Aaslid.

Romheisen er akkurat det du tror det er; Den mest økonomiske måten for menneskeheten å komme seg ut i verdensrommet på. Den er en lang kabel, som henger ned til jorden fra geostasjonær bane med en motvekt i den andre enden. Den andre enden er halvveis til månen. Arthur C. Clarke skrev i sin tid at romheisen ville bli bygget 10 år etter at menneskeheten var ferdig med å le av konseptet. Nå skyter arbeidet med romheisen fart, og det bør være mulig å bygge den. Et interessant faktum er at man per idag faktisk kan bygge en romheis på månen. Dette  fordi vi kan utnytte styrken i våre materialer bedre, siden månen har et mye svakere gravitasjonsfelt.

Hvorfor bygge en romheis?

For det første er økonomi en svært viktig faktor. Pris per kilo halt opp i bane vil gå drastisk ned. Der prisen per i dag ligger rundt 10.000+  Dollar per kilo,  vil en romheis faktisk kunne besørge samme last til en pris på under 10 Dollar per kilo. Dette betyr at en romheis kan utkonkurrere selskapene som skyter opp satelitter med rakett, og sparke de ut døren – som ligger i 36.000 kilometers høyde, for ikke å snakke om at den kan fasilitere de nødvendige bane og høyde-justeringene.
For det andre betry dette at enhver utforskning av solsystemet og fjernere områder vil kunne foretas til en brøkdel av prisen, og den største hindringen for kolonisering av månen vil være fjernet.
For ikke å snakke om kapasitet: En romheis kan supplere en løfteevne tilsvarende vekten til 3 ISS romstasjoner per dag, avhengig av styrken på kabelen og motorløsningen til heiskapslene. Svært interessant er også at heisen kan bruke oppheisings-energien til å foreta samtidige nedheisninger etter samme prinsipp som fløibanen i Bergen. For eksempel så kan satelitter tas ned for vedlikehold til en svært lav pris. Romskrap kan samles inn og metallene resirkuleres, og ikke minst, man kan legge forurensende tungindistri i bane rundt jorda og utvinne metalliske råvarer fra mange av de svært metallholdige asteroidene som beveger seg i solsystemet.

En romheis er også vesentlig tryggere enn dagens rakettoppskytninger. Rundt  8% av alle rakettoppskytninger har vært mislykkede, og nye ulykker skjer til stadighet. Dette er kanskje lite, men satt i perspektiv, vil det bety ganske mye i både penger og vitenskap når en satellitt, eller dens oppskytning feiler: De fleste har tatt år å utvikle, og har ofte en prislapp på 400 mllioner i konstruksjonskostnader. Spesielt dersom den nye satelitten skulle erstatte en gammel man har gjort seg avhengig av, men som har sluttet å fungere.
Man kan også dra inn miljø/klimaaspektet selv om dette blir noe spekulativt. En del av de som er bekymret for galopperende global oppvarming har fablet om å plassere store speil i bane rundt jorda, for å regulere mengden sollys som når atmosfæren. Slike speil, dersom riktig konstruert, kan selvsagt benyttes til det motsatte formålet også, nemlig å øke mengden av sollys jorda mottar når man kommer dithen at det nærmer seg neste istid. Mengden speil som trengs er selvsagt ganske stor, men til gjengjeld har man opptil 6.000 år før man har kommet godt inn i neste istid.

Til sist kan en romheis kan nyttigjøres til å fjerne radioaktivt avfall fra de vanlige lagringsstedene her på jorden.Det er nemlig en enkel sak å sende dette avfallet inn i sola fra toppen av romheisen.
En mer fornuftig løsnig ville være å bygge Thoriumreaktorer, for så å bruke opp dette avfallet som brensel der, men Thoriumreaktorer er det dessverre altfor mange miljøvernere som er allergiske mot, helt uten saklige grunner.

En kort historikk

Nå som vi har sett litt på nytteverdien av en romheis, er det på sin plass å ta en titt på historikken:
Konseptet ble første gang omtalt av pioneren Konstantin Tsiolkovsky i 1895 i hans «Day-Dreams of Heaven and Earth».Tsoilkovsky var blant de første store romfartsteoretikerne, og var muligens hovedinspirasjonskilden til bl.a Wernher von Braun. I moderne tid sørget Yuri Artsutanov for at konseptet ble solid forankret i fysikk, med pubisering i Pravda i 1960. Du kan lese teksten her:
Konseptet kom først til vesten med en artikkel i Science i 1966. Forfatterne konkluderte edruelig med at styrken på materialet man trengte, måtte ha var det doble av styrken til diamant og kvarts. Så man opererte med materialet «unobtainium» i påvente av at ny teknologi skulle frembringe egnede byggematerialer.

I 1979 tok Jerome Pearson tak i konseptet og raffinerte det. Det påfølgende oppslaget i Acta Astronautica  ble blant andre lest av forfatteren Arthur C. Clarke, og  som tok konseptet videre til almennheten i verket  «The Founains of Paradise». Clarke publiserte også en  lengre tekst i Advances in Earth Oriented Applied Space Technologies. Vol. 1 med tittelen «The Space Elevator: Thought Experiment or Key to the Universe» som så absolutt bør leses.

Etter 1979 har flere science fiction -forfattere jevnlig hatt romheisteknologi i sine verk. Jeg synes følgende bøker er noen av høydepunktene, og jeg har spesielt sansen for Gerrold:

  • Robert A. Heinlein, Friday 1982
  • Kim Stanley Robinson, Red Mars 1993
  • Davis Gerrold, Jumping Off The Planet 2000 

Utfordringene

Den første utfordringen vi har, er at det som kreves er ikke mindre enn en teknologisk revolusjon, slik vi så i USA, da  president Kennedy lanserte månelandingsprosjektet.

I tillegg til NASA, er det to ildsjel-organisasjoner som er pådrvere for dette:
ISEC er organisasjonen som driver frem romheisen,. The International Space Elevator Consortium ble stiftet i 2008 med både Yuri Artsutanov og Kontantin Tsiolkovky som inspirasjonskilder, og har og stor interesse av å tenne folk på denne type prosjekt.
Sentralt for ISEC er avviklingen av de årlige konferansene i Seattle. Hvert år er det et hovedtema for konferansen. For 2013 var det heiskapselene, 2012 så på driftskonseptet, inklusive deler av det kommersielle aspektet. Den neste konferansen er satt til 22 til 24 august 2014, og det blir spennende å følge programmet på denne og påfølgende konferansene i årene framover.
Spaceward Foundation jobber også  med å få folk tent på dette, og sammen med NASA har de lansert brukbare pengepremier til de som leverer vellykkede teknologiske prototyper.

Heisteknologi og materialer
De siste 10 årene har det skjedd mye på råmateriale-fronten, og nanorør i karbon er det forjettede byggematerialet man satser på, da det er 32 ganger sterkere enn stål, og vesentlig lettere. Det foregår intens forskning på dette materialet, men hittil ser det ut til at man ikke har greid å lage lengre nanorør av karbon enn 55 cm, og rørene i seg selv har såvidt krabbet seg ut av laboratoriene.
Nystartede Liftport Group i USA jobber med annen påkrevd teknologi, som robot-elementer, kommunikasjon, data- og biovitenskap og materialer,  mens NASA og Spaceward Foundation holder teknologikonkurranser (Elevator 2010) for å sette fart i teknologiutviklingen. Selv om kabelmaterialet er den største utfordringen, så er det nok av andre ting å ta tak i. For eksempel finnes det også en «Space Elevator Association» i Japan, som jobber med teknologiutvikling.

Heiskapselen er neste utfordring: Den trenger nemlig syv dager i en hastighet på 230 kilometer i timen for å «klatre» seg opp i bane. Vi er et stykke etter - I 2009 oppnådde prototypen på en klatrerobot, som veide  4,8 kilo, en hastighet på 13 kilometer i timen,  drevet av lasere. I tillegg har man «bare» kommet seg opp i 7% av den styrken man trenger på heiskabelen. Når man får dette til, er planen er å drive heiskapslene med en kombinasjon av bakkebaserte lasere og solcellepaneler.

I tillegg til dette er det mange flere utfordringer som trenger en løsning: Sterk vind, solstormer, mikrometeoritter,  samt romsøppel som det nå er svært mye av etter at Kina for få år siden demonstrerte at de kunne sprenge satelitter i bane. Deres «geniale» pulverisering av en satellitt økte  mengden med romsøppel med 50% over natten,  og førte nok til mye banning i romfartsmiljøene i USA og Russland.

Byggeprosjektet
Startskuddet vil gå ved at en syltynn kabel på 80 tonn løftes opp i bane. Delene settes sammen i lav jordbane og løftes så opp i geostasjonær bane 36.000 kilometer over kloden, hvor kabelen bygges ut i begge ender inntil nedre ende når bakkestasjonen som er et skip eller en plattform ved ekvator et stykke ut i Stillehavet, vest for Equador. Dette er en såkorn-romheis som vil bruke mye av kapasiteten de første årene til å konvertere seg selv til selve romheisen ved å løfte opp de nødvendige materialene for å  lage tykkere kabler og  annen infrastruktur. Motvekten vil henge i andre enden av en kabel ut i rommet fra geostasjonær bane, og denne massen  bør helst bestå av en innfanget asteroide for å begrense massen som må løftes opp fra jorda.

Hva vil dette koste, er det sikkert mange som lurer på.
Det fins ulike estimater fra USA og Japan, men siste estimat er 15 milliarder dollar. Dette er mindre enn det lille Norge alene har kastet bort de siste 20 årene på fullstendig uvettige klimatiltak, inklusive den beryktede månelandingen til Stoltenberg. I global målestokk er dette småpenger, spesielt når man regner på inntektene. Hvert år skal et stort antall satelitter opp i bane, og romheisen kan gjøre jobben til en brøkdel av prisen dette koster i dag. Som dere ser, er en romheis et spennende, plausibelt konsept, som det er fullt mulig å realisere. Når og hvor det blir, blir spennende å se!

Den observante leser har sikkert mange spørsmål og motspørsmål til dette konseptet – legg gjerne igjen ett innlegg i kommentarfeltet under, vi tar debatten, vi !

 

Leave a Reply

Your email address will not be published.

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>