Pidato oleh Arthur C. Clarke pada 1960-an, menjelaskan satelit geostasioner memberi Pearson inspirasi untuk seluruh konsep elevator ruang angkasa saat ia bekerja di Pusat Penelitian Ames NASA di California selama masa pendaratan Apollo Moon.
“Clarke mengatakan bahwa cara yang baik untuk memahami satelit komunikasi dalam orbit geostasioner adalah dengan membayangkan mereka di atas menara tinggi, bertengger 35.786 km (22.236 mil) di atas Bumi,” kenang Pearson, “Saya pikir, mengapa tidak membangun yang sebenarnya menara?"
Dia menyadari bahwa secara teori dimungkinkan untuk memarkir penyeimbang, seperti asteroid kecil, di orbit geostasioner dan kemudian memperpanjang kabel ke bawah dan menempelkannya di ekuator Bumi. Secara teori, mobil lift dapat melakukan perjalanan melalui kabel panjang, dan mentransfer kargo keluar dari gravitasi bumi dengan baik dan ke luar angkasa dengan harga sepersekian dari harga yang dikirimkan oleh roket kimia.
… dalam teori. Masalahnya dulu, dan sekarang, adalah bahwa bahan yang diperlukan untuk mendukung bahkan hanya berat kabel di gravitasi Bumi tidak ada. Hanya dalam beberapa tahun terakhir, dengan munculnya nanotube karbon - dengan kekuatan tarik di stadion baseball - orang akhirnya bergerak melewati tahap tertawa, dan mulai menyelidiki dengan serius. Dan sementara karbon nanotube telah diproduksi dalam jumlah kecil di laboratorium, para insinyur masih bertahun-tahun dari menenunnya bersama-sama menjadi kabel panjang yang bisa memberikan kekuatan yang diperlukan.
Pearson tahu tantangan teknis itu berat, jadi dia bertanya-tanya, "mengapa tidak membangun lift di Bulan?"
Di Bulan, gaya gravitasi adalah seperenam dari apa yang kita rasakan di Bumi, dan kabel elevator ruang angkasa berada dalam teknologi manufaktur kita saat ini. Rentangkan kabel dari permukaan Bulan, dan Anda akan memiliki metode pengiriman mineral dan pasokan yang murah ke orbit Bumi.
Sebuah elevator ruang angkasa bulan akan bekerja secara berbeda dari yang ada di Bumi. Tidak seperti planet kita sendiri, yang berputar setiap 24 jam, Bulan hanya berputar pada porosnya sekali setiap 29 hari; jumlah waktu yang sama yang dibutuhkan untuk menyelesaikan satu orbit di sekitar Bumi. Inilah sebabnya mengapa kita hanya bisa melihat satu sisi Bulan. Konsep orbit geostasioner tidak begitu masuk akal di sekitar Bulan.
Namun, ada lima tempat dalam sistem Bumi-Bulan di mana Anda bisa meletakkan benda bermassa rendah - seperti satelit ... atau penyeimbang lift ruang angkasa - dan membuatnya tetap stabil dengan energi yang sangat sedikit: titik Lagrange Bumi-Bulan. Titik L1, tempat sekitar 58.000 km di atas permukaan Bulan, akan bekerja dengan sempurna.
Bayangkan bahwa Anda mengambang di ruang angkasa di titik antara Bumi dan Bulan di mana gaya gravitasi keduanya seimbang sempurna. Lihat ke kiri, dan Bulan berjarak sekitar 58.000 km (37.000 mil) jauhnya; lihat ke kanan dan Bumi lebih dari 5 kali jarak itu. Tanpa pendorong apa pun, pada akhirnya Anda akan keluar dari titik penyeimbang yang sempurna ini, dan kemudian mulai berakselerasi menuju Bumi atau Bulan. L1 seimbang, tetapi tidak stabil.
Pearson mengusulkan agar NASA meluncurkan pesawat ruang angkasa yang membawa gulungan besar kabel ke titik L1. Perlahan-lahan akan mundur dari titik L1 saat melepaskan kabelnya ke permukaan Bulan. Setelah kabel itu berlabuh ke permukaan bulan, itu akan memberikan ketegangan, dan seluruh kabel akan menggantung dengan sempurna, seperti pendulum yang menunjuk ke tanah. Dan seperti pendulum, lift akan selalu menjaga dirinya sendiri tetap selaras dengan sempurna menuju titik L1, saat gravitasi Bumi menariknya. Misi itu bahkan dapat mencakup pendaki bertenaga surya kecil yang bisa memanjat dari permukaan bulan ke atas kabel, dan mengirimkan sampel batuan bulan ke orbit Bumi yang tinggi. Misi selanjutnya dapat mengantarkan seluruh tim pendaki, dan mengubah konsep menjadi operasi produksi massal.
Keuntungan menghubungkan lift ke Bulan daripada Bumi adalah fakta sederhana bahwa gaya yang terlibat jauh lebih kecil - gravitasi Bulan adalah 1/6 dari Bumi. Alih-alih nanotube eksotis dengan kekuatan tarik ekstrem, kabel bisa dibangun menggunakan bahan kekuatan tinggi yang tersedia secara komersial, seperti Kevlar atau Spectra. Bahkan, Pearson telah memusatkan perhatian pada serat komersial yang disebut M5, yang ia hitung hanya berbobot 6.800 kg untuk kabel penuh yang akan mendukung kapasitas angkat 200 kg di pangkalan. Ini sesuai dengan kemampuan roket paling kuat yang dipasok oleh Boeing, Lockheed Martin dan Arianespace. Satu peluncuran diperlukan untuk meletakkan lift di Bulan. Dan begitu lift dipasang, Anda bisa mulai memperkuatnya dengan bahan tambahan, seperti kaca dan boron, yang dapat diproduksi di Bulan
Jadi, apa yang akan Anda lakukan dengan lift luar angkasa yang terhubung ke Bulan? "Banyak," kata Pearson, "ada semua jenis sumber daya di Bulan yang akan lebih mudah dikumpulkan di sana dan dibawa ke orbit daripada meluncurkannya dari Bumi. Lunar regolith (kotoran bulan) dapat digunakan sebagai perisai untuk stasiun ruang angkasa; logam dan mineral lainnya dapat ditambang dari permukaan dan digunakan untuk konstruksi di ruang angkasa; dan jika es ditemukan di kutub selatan Bulan, Anda dapat memasok air, oksigen, dan bahkan bahan bakar ke pesawat ruang angkasa. "
Jika es air muncul di kutub selatan Bulan, Anda dapat menjalankan kabel kedua di sana, dan kemudian menghubungkannya di ujung ke kabel pertama. Ini akan memungkinkan pangkalan Bulan selatan untuk mengirimkan material ke orbit Bumi tinggi tanpa harus melakukan perjalanan di sepanjang tanah ke pangkalan lift pertama.
Ini bagus untuk batu, tetapi tidak untuk orang-orang. Bahkan jika seorang pendaki bergerak naik kabel dengan kecepatan ratusan kilometer per jam, para astronot akan bepergian selama berminggu-minggu, dan terpapar radiasi ruang angkasa yang dalam. Tetapi ketika Anda berbicara tentang kargo, lambat dan mantap memenangkan perlombaan.
Pearson pertama kali menerbitkan idenya tentang lift bulan di tahun 1979 dan sejak saat itu ia telah meluncurkannya. Tahun ini, meskipun demikian, NASA tidak tertawa, mereka mendengarkan. Perusahaan Pearson, Star Technology and Research, baru-baru ini dianugerahi hibah $ 75.000 dari Institute for Advanced Concepts (NIAC) NASA untuk penelitian enam bulan untuk menyelidiki ide lebih lanjut. Jika ide itu terbukti menjanjikan, Pearson dapat menerima hibah yang lebih besar untuk mulai mengatasi beberapa tantangan rekayasa, dan mencari mitra di dalam dan NASA dan keluar untuk membantu dalam pengembangannya.
NIAC mencari ide-ide yang berada jauh di luar zona kenyamanan normal teknologi NASA - misalnya ... lift di Bulan - dan membantu mengembangkannya sampai pada titik di mana banyak risiko dan hal yang tidak diketahui telah diatasi.
Pearson berharap hibah ini akan membantunya menjelaskan kepada NASA bahwa lift bulan akan menjadi kontribusi yang tak ternilai bagi visi eksplorasi ruang angkasa Bulan-Mars yang baru, mendukung pangkalan-pangkalan lunar masa depan dan industri-industri di luar angkasa. Dan itu akan memberi para insinyur cara untuk memahami kesulitan membangun elevator ke luar angkasa tanpa terlebih dahulu menghadapi tantangan besar untuk membuatnya di Bumi.
Ditulis oleh Fraser Cain
