De ruimte in, met de lift!

Onderzoek in en naar de ruimte levert veel nieuwe technieken en mogelijkheden. Het lanceren van raketten om mensen, voorraden en kunstmanen in een baan om de aarde te krijgen is echter een ingewikkelde en kostbare onderneming. Waarom bouwen we niet een lift? Met een ruimtelift zou het veel gemakkelijker worden!

Ruimteonderzoek

Al sinds eind jaren vijftig wordt er actief onderzoek gedaan naar en in de ruimte. Dat varieert van onbemande satellieten, die nauwelijks meer konden dan een rondje rond de aarde maken, tot bemande uitstapjes naar de maan. Er wordt veel onderzoek gedaan naar andere hemellichamen, maar ook naar onze eigen aarde. Daarnaast worden veel experimenten gedaan die eigenlijk alleen maar goed in het luchtledige gedaan kunnen worden, of alleen in gewichtsloze toestand. Veel van de technologische vooruitgang van de afgelopen decennia heeft wel ergens een link met het ruimteonderzoek.

Communicatie

Naast het onderzoek, is de ruimte voor ons belangrijk, omdat we hier communicatiesatellieten kunnen plaatsen. Televisie- en radioverkeer, internet, we zouden niet meer zonder kunnen. Ook GPS dat we dankbaar gebruiken in alle navigatieapparaten en navigatiesoftware op onze smartphones, het is niet meer weg te denken. Zouden de satellieten hiervoor niet gelanceerd worden, dan konden we al die techniek niet meer gebruiken.

Raketten

Een satelliet wordt met een speciale raket de ruimte in geschoten. Veel onderdelen van die raket gaan daarbij verloren, ze kunnen helaas niet worden hergebruikt. Het vraagt een enorme hoeveelheid brandstof, en dat maakt het lanceren meteen ook erg gevaarlijk. Als je in zo'n raket wordt gelanceerd, dan weet je dat je eigenlijk op een enorm kruitvat de lucht ingaat. Zou dat niet anders kunnen?

Tsjolkovsky

Al in 1895 bedacht de Russische wetenschapper Konstantin Tsjolkovsky dat het mogelijk zou kunnen zijn in de toekomst een soort luchtkasteel in een geostationaire baan te plaatsen. In zo'n baan beweegt het net zo snel als de aarde zelf, dus ogenschijnlijk blijft het precies op dezelfde plek stilstaan. Het luchtkasteel zou dan met een lange kabel verbonden kunnen zijn met een hoog gebouw, zoals de Eiffeltoren.

De ruimtelift van Arthur. C. Clarke

In 1979 beschreef de beroemde science-fictionschrijver Arthur C. Clarke het boek 'The fountains of paradise' al een echte ruimtelift. In een geostationaire baan laat je een zwaar object draaien, bijvoorbeeld een ruimtestation. Aan dat ruimtestation hangt een lange stevige kabel die je ergens op aarde vastmaakt. Langs die kabel kun je dan goederen en zelfs mensen naar de ruimte transporteren. Op het ruimtestation boven kun je je onderzoeken doen, en vanaf die plek kun je satellieten gemakkelijker in de juiste baan krijgen.

Problemen!

Hoewel het idee erg simpel klinkt is de praktijk toch iets anders. Je hebt een enorm lange kabel nodig, die ook erg sterk moet zijn. Je kunt het niet riskeren dat de kabel breekt, je moet er niet aan denken wat er gebeurt als een kabel van die lengte terugvalt op aarde. De kabel moet dus extra dik én met de nodige veiligheidsmaatregelen worden uitgevoerd. En denk ook eens aan het gewicht dat zo'n kabel zou moeten hebben. Lange tijd werd dit idee dus als science-fiction opzij gezet. Leuk, maar voorlopig niet uitvoerbaar.

Toch plannen voor een ruimtelift?

De verrassing was dus groot toen de Japanse bouwonderneming Obayashi Corp in februari van dit jaar aankondigde om in 2050 een ruimtelift operationeel te hebben. Ze waren overigens niet de eersten, al in 2008 werd de mogelijke bouw van een ruimtelift door Space Elevator Association (JSEA) aangekondigd. Met het karwei zouden inderdaad de nodige jaren gemoeid zijn, maar de technieken om het te doen zijn inmiddels aanwezig. Conventionele kabels waarlangs je naar boven of beneden zou kunnen reizen zouden te zwaar worden, en te weinig bestand tegen de enorme trekkrachten die op de kabel inwerken. De kabel kan sterker en lichtgewicht worden gemaakt door gebruik te maken van koolstof nanobuisjes. Dit materiaal is niet alleen licht, het is ook erg sterk. Zou het er dan toch van komen?

Constructie

Het geheel zou bestaan uit 96.000 kilometer kabel. De ene kant op aarde, de andere kant ver in de ruimte in een geostationaire baan met een ruimtestation als contragewicht. Op een hoogte van bijna 36.000 kilometer is het eindstation voor vracht en passagiers. Het grondstation moet op de evenaar zijn gebouwd, omdat je anders het eindstation bovenin niet in een geostationaire baan krijgt. Langs de kabel reizen een soort capsules om mensen en goederen omhoog of omlaag te brengen. De capsule zou een constante snelheid van ongeveer 200 kilometer per uur hebben. Met die snelheid mag de capsule ook allerlei voorzieningen voor de passagiers aan boord hebben, want de reis duurt ongeveer een week. Het wordt nog een probleem de capsule voldoende te beschermen. Op zijn reis moet de capsule namelijk door de Van Allen-gordels, waar het stralingsniveau hoog is.

Energie

Het ruimtestation zou uitgerust worden met grote zonnepanelen, die voor de benodigde energie gaan zorgen. Het grondstation moet voorzien worden van energie door ofwel stroomkabels - maar die lengte wordt wel erg groot en onpraktisch - ofwel door de energie naar opvangstations om de grond de stralen. Aan het idee van energie die je van zonnepanelen in een baan om de aarde naar beneden straalt wordt gedacht en gewerkt, maar nog niet iedereen is overtuigd van de veiligheid ervan. Niemand wil in zo'n straal terechtkomen. Dat zou bij de ruimtelift beter kunnen, omdat hier alles beter te fixeren is en het omliggende terrein beter kan worden afgeschermd. Maar vooralsnog: toekomstmuziek.

Beloning

In het begin zou de ruimtelift natuurlijk vooral wetenschappers en technici vervoeren, maar al snel zouden ook toeristen een kans krijgen om de lange reis te ondernemen. Maar het zou ongetwijfeld de moeite waard zijn. De reis in de capsule zou al een ervaring zijn, en zou rustiger en veiliger verlopen dan een raketlancering. En eenmaal boven zou je op het ruimtestation kunnen genieten van een fantastisch uitzicht over de aarde, de maan en de sterren.

Kink in de kabel

Hoewel het plan schitterend en zeer ambitieus is, moeten toch ook de omstandigheden waaronder het is gelanceerd even bekeken worden. Zo is het bijvoorbeeld op de eerste plaats wat merkwaardig dat niet het Japanse ruimtebureau met dit idee naar buiten kwam, maar een bouwonderneming, een hele grote, dat dan weer wel. Nader bekeken valt op dat het idee is gelanceerd op het moment dat een van hun ondernemingen, de Tokyo Sky Tree gereed was gekomen. In de eerste aankondiging van de ruimtelift werd het nieuwe gebouw niet genoemd, maar in de volgende berichten wel. De uiteindelijke persconferentie ging niet meer over de ruimtelift, maar wel over de Tokyo Sky Tree. Er mag voorzichtig geconcludeerd worden dat het hele verhaal vooral een prachtig marketing verhaal was. En dat er aan het bedrijf het air blijft hangen van 'futuristisch', 'ambitieus', 'tijd ver vooruit', dat is dan allemaal mooi meegenomen. Een woordvoerder van het bedrijf meldt echter dat er aan het project gewerkt wordt, en geprobeerd wordt geleidelijke vooruitgang te boeken, zodat het niet 'slechts een droom' zal blijken.

Toekomst

Alhoewel dit Japanse idee dus misschien meer fiction dan science lijkt te zijn, mag het idee van een ruimtelift toch niet zomaar verworpen worden. Uit de uitwerkingen en de plandetails blijkt wel dat de technieken om zo'n plan te verwezenlijken inderdaad mogelijk zijn of binnen afzienbare tijd worden. En niet alleen in Japan wordt aan dit idee gedacht en gewerkt, ook in Amerika zijn mensen van NASA hier actief mee bezig. En natuurlijk waren er al in 2008 plannen in Japan gelanceerd. Uitvoering van het ruimtelift-plan is misschien dichter bij dan we denken.

Geld en andere hobbels

Als de technieken inderdaad beschikbaar zijn, dan zijn er nog wat meer hobbels die genomen moeten worden. Bijvoorbeeld:

• Het kost een enorm bedrag. Hoeveel? Dat is nog niet precies te zeggen, maar het gaat in de miljarden lopen. Er bestaan schattingen dat de lift voor ongeveer 6 miljard euro gebouwd zou kunnen worden. Het is maar de vraag of die schatting klopt. Zo ja, dan valt het ergens ook weer mee.
• De positieve keerzijde van de investering is er ook: nu kost het vervoeren van een kilo materiaal naar de ruimte tienduizenden euro's. Met de ruimtelift zou dat misschien maar een paar honderd euro zijn.
• Wie gaat voor de investeringskosten opdraaien? Bedrijfsleven of overheden?
• Waar komt op aarde een grondstation? Voorwaarde is, dat het op de evenaar wordt gebouwd.
• Kun je dit als land alleen, of moet dit in samenwerking met andere landen?
• Technieken kunnen beschikbaar zijn, maar is er ook voldoende productiecapaciteit?
• Wie exploiteert de lift en het bijbehorende ruimtestation?
• Kan iedereen met de lift mee, of zijn er overheden of bedrijven die een monopoliepositie krijgen?

Veiligheid

Ook op het gebied van veiligheid zal nagedacht moeten worden. Hoe bescherm je het ruimtestation en de kabel? Denk aan het gevaar van terrorisme, of het gevaar van terreurdreiging. In de ruimte heb je ook te maken met kometen, asteroïden, ruimtepuin, etc. Als het ruimtestation of de kabel door zo'n brok geraakt wordt kunnen de gevolgen desastreus zijn.

Toekomst

Het hele idee van ruimtelift klinkt ons waarschijnlijk nog steeds als verre toekomstmuziek in de oren. Echt science-fiction, en veel mensen zullen de nadruk op 'fiction' leggen. Toch is het een feit dat de techniek zich snel ontwikkelt en een ruimtelift tot de reële mogelijkheden gaat behoren. Dat wil niet zeggen dat er in de komende paar jaar al meteen met bouwen begonnen zal gaan worden. Het is echter een feit dat veel dingen die tien, twintig jaar geleden ook nog pure science-fiction waren inmiddels niet meer weg te denken zijn uit onze wereld. De ruimtelift gaat er ongetwijfeld ooit komen!