Μια ομιλία του Arthur C. Clarke τη δεκαετία του 1960, που εξηγούσε τους γεωστατικούς δορυφόρους έδωσε στον Pearson την έμπνευση για την όλη ιδέα των διαστημικών ανελκυστήρων ενώ εργαζόταν στο Ερευνητικό Κέντρο Ames της NASA στην Καλιφόρνια κατά τις ημέρες των προσγειώσεων στο φεγγάρι του Απόλλωνα.
«Ο Clarke είπε ότι ένας καλός τρόπος για να κατανοήσουμε τους δορυφόρους επικοινωνιών σε γεωστατική τροχιά ήταν να τους φανταστούμε στην κορυφή ενός ψηλού πύργου, σκαρφαλωμένο σε 35.786 χλμ. (22.236 μίλια) πάνω από τη Γη», θυμάται ο Pearson, «Σκέφτηκα, γιατί να μην φτιάξω ένα πραγματικό πύργος?'
Συνειδητοποίησε ότι ήταν θεωρητικά δυνατό να σταθμεύσει ένα αντίβαρο, όπως ένας μικρός αστεροειδής, σε γεωστατική τροχιά και μετά να επεκτείνει ένα καλώδιο προς τα κάτω και να το στερεώσει στον ισημερινό της Γης. Θεωρητικά, τα βαγόνια των ανελκυστήρων θα μπορούσαν να ταξιδέψουν στο μακρύ καλώδιο και να μεταφέρουν φορτίο εκτός της βαρύτητας της Γης και στο διάστημα σε ένα κλάσμα της τιμής που προσφέρουν οι χημικοί πύραυλοι.
… θεωρητικά. Το πρόβλημα τότε, και τώρα, είναι ότι το υλικό που απαιτείται για να υποστηρίξει ακόμη και μόνο το βάρος του καλωδίου στη βαρύτητα της Γης δεν υπάρχει. Μόνο τα τελευταία χρόνια, με την έλευση των νανοσωλήνων άνθρακα –με αντοχή σε εφελκυσμό στο γήπεδο – οι άνθρωποι τελικά πέρασαν το στάδιο του γέλιου και άρχισαν να το διερευνούν σοβαρά. Και ενώ οι νανοσωλήνες άνθρακα έχουν κατασκευαστεί σε μικρές ποσότητες στο εργαστήριο, οι μηχανικοί απέχουν ακόμη χρόνια από το να τους συνδυάσουν σε ένα μακρύ καλώδιο που θα μπορούσε να παρέχει την απαραίτητη αντοχή.
Ο Pearson ήξερε ότι οι τεχνικές προκλήσεις ήταν τρομερές, γι' αυτό αναρωτήθηκε, 'γιατί να μην κατασκευάσει έναν ανελκυστήρα στη Σελήνη;'
Στη Σελήνη, η δύναμη της βαρύτητας είναι το ένα έκτο αυτής που νιώθουμε εδώ στη Γη, και ένα καλώδιο διαστημικού ανελκυστήρα είναι καλά στην τρέχουσα τεχνολογία κατασκευής μας. Τεντώστε ένα καλώδιο από την επιφάνεια της Σελήνης και θα έχετε μια φθηνή μέθοδο μεταφοράς ορυκτών και προμηθειών στην τροχιά της Γης.
Ένας σεληνιακός διαστημικός ανελκυστήρας θα λειτουργούσε διαφορετικά από έναν που βασίζεται στη Γη. Σε αντίθεση με τον δικό μας πλανήτη, ο οποίος περιστρέφεται κάθε 24 ώρες, η Σελήνη γυρίζει στον άξονά της μόνο μία φορά κάθε 29 ημέρες. τον ίδιο χρόνο που χρειάζεται για να ολοκληρωθεί μια τροχιά γύρω από τη Γη. Αυτός είναι ο λόγος που μπορούμε να δούμε μόνο τη μία πλευρά της Σελήνης. Η έννοια της γεωστατικής τροχιάς δεν έχει νόημα γύρω από τη Σελήνη.
Υπάρχουν, ωστόσο, πέντε μέρη στο σύστημα Γης-Σελήνης όπου θα μπορούσατε να βάλετε ένα αντικείμενο χαμηλής μάζας –όπως ένας δορυφόρος… ή ένα αντίβαρο διαστημικού ανελκυστήρα– και να παραμείνουν σταθερά με πολύ λίγη ενέργεια: τα σημεία Lagrange Γης-Σελήνης. Το σημείο L1, ένα σημείο περίπου 58.000 km πάνω από την επιφάνεια της Σελήνης, θα λειτουργήσει τέλεια.
Φανταστείτε ότι επιπλέετε στο διάστημα σε ένα σημείο μεταξύ της Γης και της Σελήνης όπου η δύναμη της βαρύτητας και από τα δύο είναι τέλεια ισορροπημένη. Κοιτάξτε στα αριστερά σας και η Σελήνη είναι περίπου 58.000 χλμ. (37.000 μίλια) μακριά. κοιτάξτε προς τα δεξιά σας και η Γη απέχει περισσότερο από 5 φορές αυτή την απόσταση. Χωρίς κανενός είδους προωθητές, θα απομακρυνθείτε τελικά από αυτό το τέλειο σημείο ισορροπίας και στη συνέχεια θα αρχίσετε να επιταχύνετε είτε προς τη Γη είτε προς τη Σελήνη. Το L1 είναι ισορροπημένο, αλλά ασταθές.
Ο Pearson προτείνει στη NASA να εκτοξεύσει ένα διαστημόπλοιο που θα μεταφέρει ένα τεράστιο καρούλι καλωδίου στο σημείο L1. Θα απομακρυνόταν αργά από το σημείο L1 καθώς ξετύλιξε το καλώδιο του στην επιφάνεια της Σελήνης. Μόλις το καλώδιο ήταν αγκυρωμένο στη σεληνιακή επιφάνεια, θα παρείχε τάση και ολόκληρο το καλώδιο θα κρέμονταν σε τέλεια ισορροπία, σαν ένα εκκρεμές στραμμένο προς το έδαφος. Και σαν ένα εκκρεμές, ο ανελκυστήρας θα κρατούσε πάντα τον εαυτό του τέλεια ευθυγραμμισμένο προς το σημείο L1, καθώς η βαρύτητα της Γης το τραβούσε μακριά. Η αποστολή θα μπορούσε να περιλαμβάνει ακόμη και έναν μικρό ορειβάτη με ηλιακή ενέργεια, ο οποίος θα μπορούσε να σκαρφαλώσει από τη σεληνιακή επιφάνεια στην κορυφή του καλωδίου και να παραδώσει δείγματα πετρωμάτων του φεγγαριού σε μια υψηλή τροχιά της Γης. Περαιτέρω αποστολές θα μπορούσαν να παραδώσουν ολόκληρες ομάδες ορειβατών και να μετατρέψουν την ιδέα σε επιχείρηση μαζικής παραγωγής.
Το πλεονέκτημα της σύνδεσης ενός ανελκυστήρα με τη Σελήνη αντί για τη Γη είναι το απλό γεγονός ότι οι δυνάμεις που εμπλέκονται είναι πολύ μικρότερες – η βαρύτητα της Σελήνης είναι το 1/6 της βαρύτητας της Γης. Αντί για εξωτικούς νανοσωλήνες με ακραίες αντοχές σε εφελκυσμό, το καλώδιο θα μπορούσε να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας υλικά υψηλής αντοχής που διατίθενται στο εμπόριο, όπως το Kevlar ή το Spectra. Στην πραγματικότητα, ο Pearson έχει μηδενίσει μια εμπορική ίνα που ονομάζεται M5, η οποία υπολογίζει ότι θα ζύγιζε μόνο 6.800 κιλά για ένα πλήρες καλώδιο που θα υποστήριζε ικανότητα ανύψωσης 200 κιλών στη βάση. Αυτό είναι αρκετά εντός των δυνατοτήτων των πιο ισχυρών πυραύλων που παρέχονται από την Boeing, τη Lockheed Martin και την Arianespace. Μια εκτόξευση χρειάζεται για να τοποθετηθεί ένας ανελκυστήρας στη Σελήνη. Και μόλις εγκατασταθεί ο ανελκυστήρας, θα μπορούσατε να αρχίσετε να τον ενισχύετε με πρόσθετα υλικά, όπως γυαλί και βόριο, τα οποία θα μπορούσαν να κατασκευαστούν στη Σελήνη
Λοιπόν, τι θα κάνατε με έναν διαστημικό ανελκυστήρα συνδεδεμένο με τη Σελήνη; «Πολλοί», λέει ο Pearson, «υπάρχουν όλων των ειδών οι πόροι στη Σελήνη που θα ήταν πολύ πιο εύκολο να συγκεντρωθούν εκεί και να έρθουν σε τροχιά αντί να τους εκτοξεύσουν από τη Γη. Ο σεληνιακός ρεγόλιθος (βρωμιά του φεγγαριού) θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως θωράκιση για διαστημικούς σταθμούς. μέταλλα και άλλα ορυκτά θα μπορούσαν να εξορυχθούν από την επιφάνεια και να χρησιμοποιηθούν για κατασκευή στο διάστημα. και αν ανακαλυφθεί πάγος στο νότιο πόλο της Σελήνης, θα μπορούσατε να τροφοδοτήσετε νερό, οξυγόνο και ακόμη και καύσιμα στα διαστημόπλοια».
Εάν εμφανιστεί πάγος νερού στο νότιο πόλο της Σελήνης, θα μπορούσατε να εκτελέσετε ένα δεύτερο καλώδιο εκεί και στη συνέχεια να το συνδέσετε στο τέλος με το πρώτο καλώδιο. Αυτό θα επέτρεπε σε μια νότια βάση της Σελήνης να παραδώσει υλικό σε τροχιά στην υψηλή Γη χωρίς να χρειάζεται να ταξιδέψει κατά μήκος του εδάφους στη βάση του πρώτου ανελκυστήρα.
Θα ήταν υπέροχο για βράχους, αλλά όχι για ανθρώπους. Ακόμα κι αν ένας ορειβάτης ανέβαινε το καλώδιο με εκατοντάδες χιλιόμετρα την ώρα, οι αστροναύτες θα ταξίδευαν για εβδομάδες και θα εκτέθηκαν στην ακτινοβολία του βαθέως διαστήματος. Αλλά όταν μιλάτε για φορτίο, ο αργός και σταθερός κερδίζει τον αγώνα.
Ο Pearson δημοσίευσε για πρώτη φορά την ιδέα του για έναν σεληνιακό ανελκυστήρα το 1979 και από τότε το θέτει σε εφαρμογή. Φέτος, όμως, η NASA δεν γελάει, ακούει. Η εταιρεία Pearson, Star Technology and Research , έλαβε πρόσφατα επιχορήγηση 75.000 $ από Ινστιτούτο της NASA για Προηγμένες Έννοιες (NIAC) για μια εξάμηνη μελέτη για περαιτέρω διερεύνηση της ιδέας. Εάν η ιδέα αποδειχθεί πολλά υποσχόμενη, η Pearson θα μπορούσε να λάβει μια μεγαλύτερη επιχορήγηση για να αρχίσει να ξεπερνά ορισμένες από τις προκλήσεις της μηχανικής και να αναζητήσει συνεργάτες εντός και εκτός της NASA για να βοηθήσει στην ανάπτυξή της.
Η NIAC αναζητά ιδέες που βρίσκονται πολύ έξω από την κανονική ζώνη άνεσης των τεχνολογιών της NASA - για παράδειγμα… έναν ανελκυστήρα στη Σελήνη - και βοηθά στην ανάπτυξή τους σε σημείο που πολλοί από τους κινδύνους και τα άγνωστα έχουν εξαλειφθεί.
Ο Pearson ελπίζει ότι αυτή η επιχορήγηση θα τον βοηθήσει να υποστηρίξει στη NASA ότι ένας σεληνιακός ανελκυστήρας θα ήταν μια ανεκτίμητη συμβολή στο νέο όραμα εξερεύνησης του διαστήματος Σελήνης-Άρη, υποστηρίζοντας μελλοντικές σεληνιακές βάσεις και βιομηχανίες στο διάστημα. Και θα έδινε στους μηχανικούς έναν τρόπο να κατανοήσουν τις δυσκολίες της κατασκευής ανελκυστήρων στο διάστημα χωρίς να αναλάβουν πρώτα την τεράστια πρόκληση της κατασκευής του στη Γη.
