Mégsem lehet űrliftet építeni

Lifttel az űrbe? Az ötlet fantasztikus. A nanocsövek megjelenése a megvalósíthatóság reményét keltette, de az alapos elemzés az űrliftet egyelőre visszautalta a fantasztikumok világába.

Írók fantáziájában született meg az a gondolat, hogy egy hosszú, a felszínt egy geostacionárius pályán lévő űrállomással összekötő kötéllel liftet lehetne mozgatni, így rakéták nélkül emelkedhetnének emberek vagy teherszállítmányok a magasba. Az évtizede felfedezett szén-nanocsövek minden korábbinál nagyobb, szinte hihetetlenül nagy szilárdság/tömeg arányt mutattak, ez vezette el a kutatókat az űrlift tervének újragondolásához.

Számítások szerint az űrlift kábelének nem kötél, hanem egy körülbelül 1 méter széles, ugyanakkor papírvékony szalag felelne meg a legjobban, amelynek 62 gigapascal (GPa) feszültséget kellene megbízhatóan elviselnie. (Ekkora feszültség lépne fel kötélhúzás során, ha oldalanként százezer ember húzná a kötelet.) Laboratóriumi elemzések szerint a szén-nanocsövek átlagosan 100 GPa feszültséget is kibírnak. Ez viszont csak akkor igaz, ha a nanocső hibátlan, minden szénatom a helyén van. Ha a nanocsőből csak egyetlen szénatom is hiányzik, feszültségtűrése máris 30%-kal csökken.

A kötélszerű kiterjedt anyag még gyengébb lenne. Nicola Pugno (Torinói Műegyetem) számításai szerint egy nanocsövekből készített hosszú kábel szilárdsága semmiképp sem érheti el a 30 GPa-t, tehát nem szolgálhat a liftet az űrbe emelő kábelként.

Ám ha valaha is képesek lennénk a megkívánt hatalmas mennyiségben tökéletesen ép nanocsöveket gyártani, azok sem sokáig maradnának hibátlanok. A mikrometeoritok becsapódása és az oxigénatomok okozta erózió miatt egyre szaporodnának a hibahelyek, a kábel meggyengülne. Pugno szerint a ma ismert technológiákkal sohasem lehet űrliftet építeni, működtetni.

Az elképzelésnek mégis vannak támogatói. Bradley Edwards a NASA számára elemezte az űrlift kivitelezhetőségét. Állítása szerint megfelelő pénzügyi támogatással három éven belül képes lenne 62 GPa vagy annál is nagyobb feszültséget elviselő kábelt gyártani. Nanocsöveket fonna össze szorosan kötéllé, és a nanocsövek között fellépő súrlódás miatt nőne meg a feszültségtűrés. A nanocsövekből való kábelépítést mások is megpróbálták: a Science hasábjain tavaly közölt mérési eredmény szerint a méteres kábel csak jóval 1 GPa alatti feszültséget viselt el, pedig az Edwards által javasolt módon fonták.

A liftkábel feszültségtűrése mellett természetesen további problémák is megoldásra várnak. A szén-nanocsövek vezetik az elektromosságot, tehát a Föld magnetoszférájának változásai miatt (pl. egy napkitörés idején) hatalmas feszültségek és áramok lépnének fel. Továbbá hogyan lehetne kivédeni a hosszú kábelben fellépő rezgéseket, rezonanciákat? Találó hasonlattal valaki kozmikus gitárhúrnak nevezte az űrlift kötelét. Ezen szólalna meg a szférák zenéje?

Jéki László