Jednym z największych wyzwań podróży kosmicznych jest ucieczka z orbity Ziemi. Niezależnie od tego, czy jest to podróż na orbitalną stację kosmiczną, lot na Księżyc, czy też wyprawa na inne planety, uwolnienie się z orbity Ziemi jest pierwszym i największym krokiem.
Kosmiczne windy, będące od dawna podstawą science fiction, obiecują innowacyjny sposób na pokonanie orbity Ziemi. Zgodnie z założeniem, długi kabel, zakotwiczony na Ziemi na równiku, umożliwia przenoszenie ludzi, zapasów i pojazdów w kosmos. Mając przeciwwagę na drugim końcu liny, siły odśrodkowe wytworzone przez obrót Ziemi pokonałyby ziemską grawitację, powodując, że kabel pozostałby napięty i pionowy.
Pomimo tego, że zostały opisane już w 1895 roku przez rosyjskiego naukowca Konstantina Tsiołkowskiego (za pośrednictwem NASA ), materiały wystarczająco mocne do zbudowania tradycyjnej windy kosmicznej jeszcze nie istnieją lub są niemożliwe do wyprodukowania w niezbędnych ilościach. Jednak po pewnych modyfikacjach winda może być możliwa. Naukowcy pracują nad sposobami urzeczywistnienia kosmicznej windy przy użyciu obecnych technologii i materiałów. Wysiłki te spadły na co najmniej dwa oddzielne obozy.
Metoda wielokablowa
Według Mashable najbardziej obiecującą metodą jest metoda zaproponowana przez George’a Zhu z York University, profesora inżynierii mechanicznej, który jest współautorem badania na temat tego pomysłu . Metoda wymagałaby użycia dwóch kabli zamiast jednego, podobnie jak w przypadku kolejki linowej.
„To jak kolejka linowa, przemieszczająca się z niższego statku kosmicznego do wyższego statku kosmicznego”, wyjaśnia Zhu. „Pracują w pętli, utrzymują ją stabilnie. Z technicznego punktu widzenia to prawie gotowe… Jestem przekonany, że osiągniemy to w XXII wieku.”
Użycie dwóch kabli zamiast jednego znacznie ułatwiłoby utrzymanie stabilności windy i zapobiegłoby trzepotaniu nią przez wiatry boczne w ziemskiej atmosferze. Dwa kable byłyby zawieszone nad powierzchnią Ziemi, a nie zakotwiczone do niej, co dodatkowo zmniejszałoby naprężenia. Nawet z rakietą wymaganą do dotarcia na niższy poziom windy, całkowity koszt byłby nadal znacznie niższy niż użycie rakiety przez całą podróż.
Podczas gdy Zhu wierzy, że taki projekt jest możliwy w XXII wieku, kierownik projektu, Brendan Quine, profesor nadzwyczajny na wydziale nauk o Ziemi i kosmosie oraz inżynierii w Yorku, wydaje się bardziej optymistycznie patrzeć na ramy czasowe.
„Nie chcę bagatelizować kwestii technologicznych (ale) myślę, że będzie to możliwe do zrealizowania w ciągu 10 lat”, powiedział Toronto.com.
Odwrócona winda kosmiczna
Innym, bardziej ambitnym projektem jest odwrócenie kierunku kosmicznej windy. Zamiast zakotwiczyć na Ziemi, Zephyr Penoyre z Uniwersytetu Cambridge i Emily Sandford z Uniwersytetu Columbia proponują zakotwiczenie windy kosmicznej na Księżycu.
Jak wyjaśnia MIT Technology Review , kabel przechodziłby przez punkt Lagrange’a, punkt między Ziemią a Księżycem, w którym ich siły grawitacyjne znoszą się nawzajem. Byłoby to idealne miejsce do zbudowania czegoś w rodzaju „bazy”, w której można by bezpiecznie prowadzić projekty budowlane i eksperymenty naukowe. W przeciwieństwie do orbity Ziemi, obszar ten oferowałby prawdziwe zero g, bez żadnych sił grawitacyjnych ciągnących się w dowolnym kierunku.
Ten szczególny rodzaj windy kosmicznej nie byłby tak użyteczny, jak tradycyjne propozycje wyrwania się z orbity Ziemi czy działania w jej bezpośrednim sąsiedztwie. Zmniejszyłoby to jednak znacznie koszty i wyzwania związane z podróżowaniem na Księżyc i z Księżyca, czyniąc kolonizację bardzo realną możliwością.
Najlepszą rzeczą w obu tych propozycjach jest to, że można je zbudować w całości z materiałów — takich jak tytan i aluminium — które są powszechnie dostępne, dzięki czemu winda kosmiczna jest bardzo realną możliwością przy użyciu dzisiejszej technologii.