Orang-Orang Masih Berusaha Membangun Lift Luar Angkasa

Bayangkan sebuah menara berlubang dengan dinding setipis kertas. Sekarang gambar itu terbuat dari bahan yang paling ringan dan terkuat di dunia — mungkin nanokarbon atau serat graphene — dengan lebar sisi 12 mil dan tinggi 22.000 mil. Mobil-mobil transportasi naik dan turun di wajahnya, ke dan dari orbit geosinkron.

Apa yang Anda bayangkan adalah lift ke luar angkasa — seperti yang dijelaskan oleh Sir Arthur C. Clarke dalam novel fiksi ilmiah 1979 The Fountains of Paradise.

Buku Clarke adalah akun populer pertama dari sebuah ide yang dijelaskan pada tahun 1895 oleh ilmuwan Rusia Konstantin Tsiolkovsky, yang membayangkan sebuah "kastil langit" di ruang angkasa yang ditambatkan ke Bumi oleh sebuah menara besar. Pada tahun 1960, seorang insinyur Rusia, Yuri Artsutanov, menggambarkan versi yang lebih modern. Baru pada tahun 1975, ketika seorang insinyur bernama Jerome Pearson menerbitkan sebuah makalah teknis tentang konsep itu, gagasan lift ke ruang angkasa menarik perhatian nyata. Clarke sangat mengandalkan keahlian Pearson untuk menulis buku itu.

Film dokumenter baru Sky Line mengeksplorasi mengapa gagasan tentang elevator ruang angkasa terus berlanjut meskipun ada hambatan teknologi besar, dan beberapa keretakan interpersonal yang sama-sama besar. Setelah perdana pada November 2015 di festival film DocNYC di New York, film ini sekarang tersedia online dan akan diputar di DC Environmental Film Festival dan festival independen lainnya sepanjang 2016.

Berikut adalah kesamaan semua proposal lift: Dari platform yang berlabuh di laut di suatu tempat di sepanjang Khatulistiwa, mobil lift akan bepergian naik turun kabel tebal atau lebar, pita datar yang terbuat dari bahan berbasis nanotube karbon, tetap kencang oleh penyeimbang 62.000 mil di atas Bumi. Menggunakan roller atau levitasi magnetik untuk memanjat tambatan, mobil mungkin memakan waktu hanya lima jam untuk menyelesaikan perjalanan ke orbit geosinkron, tetapi di sebagian kecil - mungkin 1/100 - dari biaya peluncuran roket hari ini.

Seaneh kelihatannya, elevator ruang angkasa akan membuat akses ke ruang diakses, terjangkau dan berpotensi sangat menguntungkan. Tetapi mengapa itu belum terjadi pada dasarnya bermuara pada material — bahkan yang terbaik dari material super-kuat dan super-ringan saat ini masih belum cukup baik untuk mendukung elevator ruang angkasa.

Namun, bukan karena kurang berusaha. Penn State peneliti mengumumkan pada tahun 2014 bahwa mereka telah menciptakan berlian nano di laboratorium, yang dimodelkan dalam simulasi komputer oleh para peneliti Australia menunjukkan bahwa mereka bisa lebih kuat dan lebih fleksibel daripada yang diyakini sebelumnya. Penelitian teknologi carbon nanotube (CNT) berlanjut, dan kemajuan baru dalam penelitian graphene tampaknya diumumkan setiap bulan.

Di Sky Line, pembuat film Jonny Leahan dan Miguel Drake-McLaughlin memprofilkan sekelompok orang yang telah bekerja erat pada konsep elevator ruang angkasa. Kisah ini mengikuti upaya yang paling menyeluruh hingga saat ini untuk membangun elevator ruang angkasa, termasuk pendanaan oleh NASA untuk penelitian, desain, dan bahkan tantangan gaya XPRIZE yang diadakan hingga 2011. Motivasi mereka untuk membuat film ini berasal dari diskusi berkelanjutan antara satu sama lain dan teman-teman tentang keadaan teknologi ruang angkasa Amerika saat ini.

"Ada gagasan bahwa kita menyerah di luar angkasa, karena NASA telah pensiun pesawat ulang-alik dan kita tidak melakukan apa pun untuk menggantinya, " kata Leahan. “Tetapi orang-orang tidak mengerti bahwa NASA sangat hidup dan sehat, dan mengerjakan banyak hal visioner yang luar biasa. Kami menyadari ada banyak hal yang terjadi, bahkan jika mereka saat ini tidak sedang mengerjakan lift. ”

Gagasan tentang elevator itu sendiri telah menjadi topik perdebatan antara pembuat film, dan melihat lebih jauh ke dalamnya, mereka menemukan dua karakter utama, Bradley Edwards dan Michael Laine.

Edwards, seorang fisikawan dengan sejarah panjang dalam bidang astrofisika, termasuk bertugas selama 11 tahun di Laboratorium Nasional Los Alamos, telah mengerjakan konsep elevator ruang angkasa sejak tahun 1998. Laine adalah wirausaha swasta dan pendiri LiftPort, sebuah perusahaan yang aslinya misinya adalah untuk memajukan teknologi karbon nanotube. Karakter lain termasuk Tom Nugent, seorang insinyur aerospace, dan Ted Semon, mantan presiden International Space Elevator Consortium (ISEC).

"Kami melihat banyak orang yang kami ajak bicara memiliki mimpi ketika mereka masih muda menjadi astronot, " kata Leahan. “Mereka bertahan karena mereka frustrasi bahwa mereka memiliki keinginan untuk pergi ke luar angkasa, tetapi tidak ada teknologi atau sumber daya untuk mengirim sangat banyak orang ke luar angkasa. Mereka hanya ingin melakukan sesuatu tentang hal itu. "

Pada akhir 1990-an dan awal 2000-an, Edwards menerima dua putaran pendanaan dari tim riset NASA yang dikenal sebagai NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) —yang kemudian disebut Institute for Advanced Concepts. Pekerjaan Edwards berjumlah pada studi kelayakan besar-besaran, memeriksa setiap aspek dari lift ruang, dari desain dan konstruksi melalui penyebaran dan operasinya. Kesimpulannya: Lift ruang angkasa dapat dibangun dengan teknologi yang ada — dikurangi penambat super ringan yang diperlukan untuk membuat semuanya bekerja.

Edwards kemudian bermitra dengan Laine di LiftPort dalam upaya untuk mengumpulkan modal untuk proyek tersebut, tetapi mereka segera berpisah karena ketidaksepakatan keuangan. Film ini hampir membuatnya tampak seperti keretakan adalah alasan elevator ruang angkasa tidak akan dibangun dalam waktu dekat.

Pearson, yang juga muncul dalam film itu, mengatakan bahwa proyek-proyek pada skala elevator ruang angkasa secara alami memiliki kapasitas tinggi untuk gesekan.

"Ketika Anda memiliki ide seunik ini, orang-orang yang tertarik untuk mengerjakannya sangat luar biasa di daerah mereka, dan banyak dari mereka tidak ingin berkutat dengan orang lain, " katanya. "Itu hanya bagian dari permainan."

LiftPort runtuh pada tahun 2007, meskipun demonstrasi dengan robot memanjat sebagian pita karbon nanotube sepanjang satu mil ditangguhkan dari balon. Pada 2012, Laine membangkitkan perusahaan melalui kampanye Kickstarter yang sukses untuk bekerja mengembangkan kemitraan untuk menciptakan elevator ruang angkasa berbasis bulan. Baike Laine dan Pearson mengatakan bahwa lift bulan dapat dibangun sekarang, dan dapat memungkinkan penambangan oksigen, silikon, besi, aluminium dan magnesium yang melimpah hadir di permukaan bulan yang berdebu.

Tetapi dengan keterusterangan penuh, Laine mengatakan bahwa LiftPort asli "mengerikan" pada nanotube karbon, dan bahwa upaya oleh perusahaan seperti SpaceX dan Blue Origin untuk membangun roket yang dapat digunakan kembali dapat menghilangkan kebutuhan akan elevator ruang angkasa. Tujuannya selalu untuk mendapatkan biaya saat ini per pon muatan — dalam puluhan ribu dolar — turun menjadi ratusan atau bahkan puluhan dolar. Namun bagaimanapun itu terjadi, Laine masih percaya bahwa teknologi karbon nanotube yang tepat sangat penting bagi masa depan akses ke ruang angkasa.

"Jika mereka menyempurnakan roket yang dapat digunakan kembali, itu akan menjadi tantangan bagi lift untuk mendapatkan pembiayaan, karena alasan utama lift adalah mengurangi biaya untuk mengorbit, " kata Laine. "Tapi peradaban Anda naik dan turun oleh perubahan kekuatan material pada titik desimal, dan sekarang Anda berbicara tentang urutan besarnya. Saya pikir kita bahkan tidak akan mengerti seperti apa masa depan setelah kita memanfaatkan nanoteknologi. "

Edwards memulai pertemuan tahunan ISEC pada tahun 2008, yang menarik sekitar 50 hingga 60 orang setiap tahun untuk menyelesaikan masalah yang dapat diselesaikan sekarang, termasuk membersihkan puing-puing ruang, membangun robot pendakian yang lebih baik dan mengembangkan sistem daya laser jarak jauh. Dia mengatakan dia terus diminta untuk mengepalai upaya yang ditargetkan untuk membawa lift ruang angkasa membuahkan hasil. Dukungan kelembagaan tidak ada, tambahnya.

"Masalah dengan upaya seluruh lift ruang adalah bahwa tidak ada dukungan nyata untuk itu, " kata Edwards. “Seperti inilah proyek itu ketika dilakukan sebagai hobi, oleh ratusan orang yang tersebar di seluruh dunia. Tidak akan ada kemajuan substansial sampai ada dukungan nyata dan manajemen koordinasi profesional untuk upaya ini. "

Meskipun dia masih merupakan pendukung kuat elevator ruang angkasa, Edwards telah memfokuskan upayanya pada aplikasi teknologi nanotube karbon yang lebih praktis. Perusahaannya saat ini, Plasma Ten, memproduksi karbon nanotube untuk memperkuat plastik dan epoxies.

Sementara banyak dari pemain ini di AS telah pindah ke proyek lain, para peneliti di bagian lain dunia mempertahankan fokus mereka.

Di Jepang, elevator ruang angkasa praktis merupakan bagian dari jiwa nasional, sebagian karena keahlian mendalam oleh para peneliti Jepang di bidang robotika dan teknologi nanotube karbon, dimulai dengan penemuan 1991 nanotube karbon oleh peneliti Jepang Sumio Iijima. Perusahaan konstruksi Obayashi Company telah berkomitmen untuk memiliki lift dan berjalan pada tahun 2050. Kepala insinyur penelitian Yoji Ishikawa mengatakan perusahaan bekerja sama dengan produsen dan universitas swasta untuk meningkatkan teknologi nanotube karbon yang ada.

"Kami mengerti ini proyek yang sulit, " kata Ishikawa. “Teknologi kami sangat rendah. Jika kita perlu berusia 100 tahun untuk membangun lift — sekarang kita sekitar 1 atau 2. Tapi kita tidak bisa mengatakan proyek ini tidak mungkin. Saat ini, kami tidak melihat kendala besar. Ini patut dicoba, dan jika kita tidak melakukan itu, kita tidak dapat mencapai apa pun. "

Ishikawa menambahkan bahwa Obayashi, yang baru-baru ini menyelesaikan gedung pencakar langit mandiri tertinggi, Tokyo SkyTree, berharap untuk terlibat dalam pengujian tambatan berbasis nanotube karbon antara dua satelit. Para peneliti akan membandingkan bagaimana tether itu bekerja dengan perilaku model komputer dari versi yang jauh lebih lama.

Ishikawa mengakui bahwa inisiatif perusahaan dimulai sebagai eksperimen pemikiran, dan bahwa proyek-proyek semacam ini umumnya dibatalkan setelah makalah konsep diterbitkan. Tetapi publik Jepang dan negara-negara lain menyambut lift ruang angkasa dengan begitu hangat sehingga perusahaan memutuskan untuk melanjutkan upaya tersebut, kata Ishikawa.

"Mungkin salah satu alasan mengapa lift ruang angkasa begitu populer di sini adalah bahwa dalam beberapa dekade terakhir keadaan tidak begitu baik secara ekonomi, dan orang-orang Jepang kehilangan kepercayaan pada diri mereka sendiri, " kata Ishikawa. “Mereka mencari proyek besar yang mendorong mereka. Tentu saja, ini tidak dapat dan tidak boleh dilakukan hanya oleh satu negara, tetapi sebagai perusahaan internasional. Tapi mungkin Jepang bisa mengambil kepemimpinan dalam hal ini karena popularitasnya di antara orang-orang. "

Leahan mencatat bahwa meskipun elevator ruang angkasa bukan bagian dari zeitgeist Amerika, proses pembuatan film ini mengungkapkan kader yang bersemangat dari orang-orang yang bekerja di proyek tersebut meskipun itu tidak mungkin terwujud dalam masa hidup mereka.

“Pada akhirnya, ini adalah cerita tentang mengejar mimpi dan memikirkan apa yang mungkin, dan itu menanyakan pertanyaan, apakah kita masih bermimpi seperti dulu?” Katanya. "Mungkin kita lakukan, tetapi ide-ide besar sekarang adalah membuat hal-hal lebih kecil."