Waarom een ruimtelift nog niet voor morgen is
Ruimteschepen lanceren is een vreselijk dure onderneming. De boosdoener is de zwaartekracht: vele duizenden liters dure brandstof zijn nodig om een tuig aan de zwaartekracht van de aarde te doen ontsnappen. Wetenschappers hebben daar een theoretische oplossing voor bedacht. Al meer dan een eeuw dromen ze ervan een ruimtelift te bouwen. Toch is zo'n lift nog niet voor morgen. In vijf stappen verklaren we waarom dat zo is.
Stap 1
Op 35.786 kilometer hoogte, pal boven de evenaar, bevindt zich de zogenaamde geostationaire baan. Dat is de hoogte waarop rond de planeet cirkelende objecten als satellieten vanop de aarde gezien bewegingloos lijken. Een object in geostationaire baan 'hangt' dus steeds boven hetzelfde punt op de evenaar.
Stap 2
In theorie zou je van op een verankerd punt ergens op de evenaar - een kunstmatig eiland in zee bijvoorbeeld - een enorm lange kabel kunnen spannen tot in de ruimte, tot nog een heel eind voorbij de geostationaire baan. Als op het einde van die kabel een tegengewicht wordt gehangen - een 'gevangen' asteroïde of een groot ruimtestation - dan wordt die kabel vanzelf strak opgespannen. Langs de kabel zou dan een grote lift langzaam maar zeker naar boven kunnen klimmen met passagiers en/of materiaal, wat weliswaar trager (de klim naar de ruimte zou naar schatting 7,5 dagen duren) maar vele malen goedkoper zou zijn dan via conventionele ruimtevaart.
Stap 3
Het grote probleem bij de praktische uitvoering van dit idee is de sterkte van de kabel. Omdat hij duizenden kilometers lang moet zijn en er zowel vanop de aarde (door de zwaartekracht) als vanuit de ruimte (door de middelpuntvliedende kracht) aan 'getrokken' wordt, is de kracht die op de kabel wordt uitgeoefend gigantisch groot.
Stap 4
Geen enkel materiaal dat vandaag bestaat, is tegelijk sterk en licht genoeg om te worden gebruikt om de kabel van een ruimtelift te construeren. Sterke metalen als staal en titanium bezwijken al onder hun eigen gewicht bij een lengte van 20 à 30 kilometer. Voor modernere materialen als kevlar of glasvezelcomposiet kan dat tot 400 kilometer gaan, maar ook dat is nog lang niet genoeg. Kortom, er is simpelweg geen mogelijkheid om zo'n kabel te bouwen. Hij zou zichzelf al tijdens de constructie in flarden trekken.
Stap 5
Maar er is hoop! De koolstof-nanobuisjestechnologie is bezig met het ontwikkelen van ultralichte en ultrasterke materialen. Die bestaan al, en in principe zouden ze sterk genoeg kunnen zijn voor gebruik in de ruimtelift. Maar ze zijn aartsmoeilijk om te maken. De langste 'kabels' uit koolstof-nanobuisjes zijn momenteel nog maar enkele tientallen centimeters lang.
CONCLUSIE: Zolang de koolstof-nanobuisjestechnologie niet zodanig ver is ontwikkeld dat een kabel van vele duizenden kilometers kan worden gebouwd, blijft de constructie van een ruimtelift pure sciencefiction.
(René Van Caesbroeck)