Winda na orbitę

W nauce pojawiają się czasami pomysły przełomowe. Z pozoru proste, w detalach skomplikowane. Ale to nie bariery technologiczne stanowią największy problem, by szalony pomysł został wdrożony. Najtrudniej jest przekroczyć bariery psychologiczne, zamknięty na niestandardowe pomysły umysł. No bo czy może działać winda, którą ludzie podróżowaliby na ziemską orbitę? Pierwsze wrażenie – niemożliwe. Drugie – skoro to takie proste, dlaczego nikt tego dotychczas nie wymyślił? Wymyślił. Ale dopiero teraz mamy technologie, które pozwalają szalony pomysł wprowadzić w życie.

Laser zamiast kabla

Winda na orbitę ma działać tak samo jak winda w bloku. No prawie. U dołu lina ma być zaczepiona o platformę (sztuczną wyspę), gdzieś na Oceanie Spokojnym, w okolicach równika. U góry – o przeciwwagę na ziemskiej orbicie geostacjonarnej, czyli 36 tys. kilometrów nad naszymi głowami. Umieszczony w tamtej okolicy przedmiot (np. satelita) będzie „wisiał” zawsze nad tym samym punktem powierzchni Ziemi.

Klatka windy w bloku jest „przywiązana” do liny na sztywno. Silniki elektryczne nawijają (lub odwijają) stalową linę na bęben i w ten sposób winda się porusza. Tutaj zasada musi być nieco inna. Silniki będą umieszczone przy klatce i będą poruszały mechanizmem „wspinającym”. Lina będzie nieruchoma, rozpięta między równikiem a orbitą geostacjonarną, a klatka będzie po niej wjeżdżała do góry (czy zjeżdżała w dół) dzięki poruszającemu ją napędowi.

Do rozwiązania pozostaje oczywiście kwestia zasilania poruszającej się klatki, no i liny, która – mimo tego że rozciągnięta na długość 36 tys. kilometrów – będzie na tyle mocna, że utrzyma nie tylko swój ciężar, ale także wspinającą się klatkę, która może ważyć kilkanaście, a może nawet kilkadziesiąt ton.
Zacznijmy więc od zasilania. Windy w wieżowcach poruszają się dzięki silnikom elektrycznym. To bardzo dobry pomysł. Nie da się go jednak przekopiować do windy kosmicznej. Tutaj silniki znajdują się przy klatce. By je zasilać, tak jak silniki ziemskich wind, trzeba by pociągnąć do nich przewody elektryczne. Przewody, które mają 36 tys. kilometrów długości? To wykluczone.

Nie sposób także wyobrazić sobie, by winda w kosmos oprócz ładunku wiozła akumulatory ze zmagazynowaną w nich energią elektryczną. W życiu nie oderwałaby się od Ziemi. Inżynierowie musieli znaleźć sposób na dostarczenie silnikom windy kosmicznej energii. I znaleźli. Na platformie zakotwiczonej na równiku będzie działo laserowe. Jego promień będzie skierowany prosto w górę, dokładnie w kierunku klatki kosmicznej windy. Tam światło lasera będzie zamieniane na energię elektryczną (analogicznie do zamiany światła słonecznego w energię elektryczną w ogniwach fotowoltaicznych), która będzie napędzała silniki poruszające windą. Na Ziemi laser byłby zasilany prądem elektrycznym.

Lina jak papier

Wystarczająco mocne lasery budujemy od lat. Z platformą (sztuczną wyspą) na równiku również byśmy sobie poradzili. To samo dotyczy satelitów. Największym problemem jest lina, po której winda będzie się wspinać. Po raz pierwszy o koncepcji kosmicznej windy rozmyślano pod koniec XIX wieku. Obliczenia inżynieryjne prowadził wtedy syn polskich zesłańców, Konstanty Ciołkowski. Swoje obliczenia zakończył konkluzją, że nie istnieje na Ziemi materiał tak wytrzymały, by utrzymać swój własny ciężar na tak dużej odległości. Nie mówiąc już o dodatkowych obciążeniach, takich jak chociażby sama klatka czy przewożony w niej ładunek. Pomysły oryginalne mają jednak to do siebie, że wracają jak bumerangi. Rozpalają wyobraźnię i nie pozwalają o sobie zapomnieć.