Forestil dig et hult tårn med papirtynde vægge. Se nu det lavet af verdens letteste og stærkeste materiale - måske nanocarbon- eller grafenfiber - med sider, der er 12 miles brede og 22.000 miles høje. Transportbiler klatrer op og ned over dens ansigter, til og fra geosynkron bane.
Det, du forestiller dig, er en elevator til rummet - som beskrevet af Sir Arthur C. Clarke i hans science fiction-roman The Fountain of Paradise fra 1979 .
Clarkes bog var den første populære beretning om en idé beskrevet i 1895 af den russiske videnskabsmand Konstantin Tsiolkovsky, der forestillede sig et ”himmelborg” i rummet bundet til Jorden af et massivt tårn. I 1960 beskrev en russisk ingeniør, Yuri Artsutanov, en mere moderne version. Det var først i 1975, da en ingeniør ved navn Jerome Pearson offentliggjorde et teknisk papir om konceptet, at ideen om en elevator til rummet tiltrådte enhver reel bemærkning. Clarke brugte stærkt på Pearsons ekspertise til at skrive bogen.
Den nye dokumentarfilm Sky Line udforsker, hvorfor forestillingen om en rumløft fortsat er vedvarende på trods af store teknologiske hindringer og nogle lige så store mellempersonlige kløfter. Efter at have haft premiere i november 2015 på DocNYC-filmfestivalen i New York, er filmen nu tilgængelig online og vises på DC Environmental Film Festival og andre uafhængige festivaler i hele 2016.
Den nye dokumentarfilm Sky Line profilerer en gruppe mennesker, der har arbejdet med rumhissekonceptet. (Jonny Leahan og Miguel Drake-McLaughlin) Her er hvad alle elevatorforslag har til fælles: Fra en platform, der er forankret i havet et eller andet sted langs Ækvator, ville elevatorbiler køre op og ned ad et bund af tykt kabel eller bredt, fladt bånd lavet af et carbon nanorør-baseret materiale, holdes stram med en modvægt 62.000 miles over Jorden. Ved hjælp af ruller eller magnetisk levitation til at klatre op i bunden, kan det tage biler så lidt som fem timer at afslutte turen til geosynkron bane, men med en brøkdel - måske 1 / 100. - af omkostningerne ved dagens raketlanseringer.
Så outlandish som det ser ud til, ville en rumløft gøre det muligt at komme til rummet tilgængeligt, overkommeligt og potentielt meget indbringende. Men hvorfor det endnu ikke er sket, koger dybest set ned til materialer - selv det bedste af nutidens supersterke og super-lette materialer er bare stadig ikke gode nok til at understøtte en rumhejs.
Ikke på grund af manglende forsøg, dog. Penn State-forskere annoncerede i 2014, at de havde oprettet diamantnanotræer i laboratoriet, som modellerede i computersimuleringer af australske forskere antyder, at de kunne være stærkere og mere fleksible end først antaget. Forskning i carbon nanotube (CNT) teknologi fortsætter, og nye fremskridt inden for grafenforskning ser ud til at blive annonceret hver måned.
I Sky Line profilerer filmskaberne Jonny Leahan og Miguel Drake-McLaughlin en gruppe mennesker, der har arbejdet tæt på rumhissekonceptet. Historien følger den mest grundige indsats til dato for at få bygget en rumløft, inklusive finansiering fra NASA til forskning, design og endda XPRIZE-stil udfordringer gennem 2011. Deres motivation for at skabe filmen stammer fra løbende diskussioner mellem hinanden og venner om den aktuelle tilstand af amerikansk rumteknologi.
”Der er denne idé, som vi har opgivet på plads, da NASA har trukket rumfærgen tilbage, og vi gør ikke noget for at erstatte den, ” siger Leahan. ”Men folk forstår ikke, at NASA er meget levende og godt, og arbejder på et utroligt antal visionære ting. Vi indså, at der er meget, der sker, selvom de muligvis ikke i øjeblikket arbejder på en elevator. ”
Ideen om en elevator i sig selv havde været et emne for debat mellem filmskaberne, og når de så nærmere på den, opdagede de to hovedpersoner, Bradley Edwards og Michael Laine.
Edwards, en fysiker med en dyb historie i astrofysik, inklusive en 11-årig stint på Los Alamos National Laboratory, har arbejdet med et rumhissekoncept siden 1998. Laine er en privat iværksætter og grundlægger af LiftPort, et firma, hvis oprindelige mission var at fremme kulstof nanorør teknologi. Andre figurer inkluderer Tom Nugent, en luftfartsingeniør, og Ted Semon, tidligere præsident for International Space Elevator Consortium (ISEC).
”Vi bemærkede, at mange af de mennesker, vi talte med, havde drømme, da de var yngre af at være astronauter, ” siger Leahan. ”De vedvarer, fordi de er frustrerede over, at de har viljen til at gå i rummet, men der er ikke teknologien eller ressourcerne til at sende meget mange mennesker til rummet. De vil bare gøre noget ved det. ”
I slutningen af 1990'erne og begyndelsen af 2000'erne modtog Edwards to finansieringsrunder fra en NASA-forskningsarm, kendt som NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) - derefter kaldet Institute for Advanced Concepts. Edwards 'arbejde udgjorde en massiv gennemførlighedsundersøgelse, der undersøgte enhver facet af en rumslift, fra design og konstruktion til dens anvendelse og drift. Hans konklusion: Rum elevatoren kunne bygges med eksisterende teknologi - minus super-letvægtsbindet, der er nødvendigt for at få det hele til at fungere.
Edwards samarbejdede derefter med Laine på LiftPort i et forsøg på at skaffe kapital til projektet, men de skilte snart veje på grund af økonomiske uoverensstemmelser. Filmen får det næsten til at virke som klyngen er grunden til, at en rumløft ikke snart bliver bygget.
Pearson, der også optræder i filmen, siger, at projekter i omfanget af en rumløft naturligvis har en høj kapacitet til friktion.
”Når du har en så unik idé som denne, er de mennesker, der drages til at arbejde på den, fremragende i deres områder, og mange af dem ønsker ikke at tage guff fra nogen anden, ” siger han. ”Det er bare en del af spillet.”
LiftPort kollapsede i 2007 på trods af demonstrationer med robotter, der klatrede halvvejs op ad en kilometer lang bånd af carbon nanorørbånd ophængt fra balloner. I 2012 genopstod Laine virksomheden gennem en vellykket Kickstarter-kampagne for at arbejde på at udvikle partnerskaber for at skabe en månebaseret rumhejs. Både Laine og Pearson siger, at en månelevator kan bygges nu og kunne muliggøre minedrift af det rigelige ilt, silicium, jern, aluminium og magnesium, der findes på månens støvede overflade.
Men med fuldstændig lyshed, siger Laine, at den originale LiftPort var “forfærdelig” ved kulstofananorør, og at bestræbelser fra virksomheder som SpaceX og Blue Origin til at opbygge genanvendelige raketter muligvis udsletter behovet for en rumløft. Målet har altid været at få de aktuelle omkostninger pr. Nyttelastpund - i titusinder af dollars - ned i hundreder eller endda snesevis af dollars. Men det sker dog, men Laine mener stadig, at det er afgørende for fremtiden for adgang til rummet at få en nanotube-teknologi til kulstof.
”Hvis de perfektionerer den genanvendelige raket, vil det være udfordrende for elevatoren at få finansiering, da hovedårsagen til elevatoren var at reducere omkostningerne til kredsløb, ” siger Laine. ”Men du har fået civilisationer til at stige og falde ved en ændring i den materielle styrke med et decimal, og nu taler du om størrelsesordener. Jeg tror, vi ikke engang forstår, hvordan fremtiden vil se ud, når vi udnytter nanoteknologien. ”
Edwards startede årlige ISEC-møder i 2008, som trækker omkring 50 til 60 personer hvert år til at arbejde på problemer, der kan løses nu, herunder rydding af pladsrester, opbygning af bedre klatreobotter og udvikling af fjernstyrede laserkraftsystemer. Han siger, at han konstant bliver bedt om at gå i spidsen for en målrettet indsats for at bringe rum elevatoren til udførelse. Den institutionelle støtte er bare ikke der, tilføjer han.
”Problemet med hele rumløftindsatsen er, at der ikke er nogen reel støtte til det, ” siger Edwards. ”Sådan ser et projekt ud, når det udføres som en hobby, af hundreder af mennesker spredt over hele verden. Der vil ikke være nogen væsentlig fremgang, før der er reel støtte og professionel koordinering af ledelsen for indsatsen. ”
Selvom han stadig er en stærk tilhænger af en rumslift, har Edwards siden fokuseret sin indsats på mere praktiske anvendelser af carbon nanotube-teknologi. Hans nuværende firma, Plasma Ten, producerer carbon nanorør til styrkelse af plast og epoxy.
Obayashis design består af en flydende jordhavn, der er knyttet til en Geostationary Earth Orbit Station i en højde af ca. 22.000 miles med et carbon nanotube-kabel. (© Obayashi Corporation, Alle rettigheder forbeholdes) 
Jordhavnen måler omkring 1.300 fod i diameter. (© Obayashi Corporation, Alle rettigheder forbeholdes) 
Bygningsfirmaet Obayashi Company har forpligtet sig til at have en elevator i gang i 2050. (© Obayashi Corporation, Alle rettigheder forbeholdt) 
Her er det indre af Geostationary Earth Orbit Station. (© Obayashi Corporation, Alle rettigheder forbeholdes) 
En anden indvendig udsigt over Geostationary Earth Orbit Station. (© Obayashi Corporation, Alle rettigheder forbeholdes) Mens mange af disse spillere i USA er gået videre til andre projekter, fastholder forskere i andre dele af verden deres fokus.
I Japan er rumløfteren praktisk talt en del af den nationale psyke, delvis på grund af en dyb ekspertise fra japanske forskere inden for robotik og carbon nanotube-teknologi, begyndende med opdagelsen i 1991 af carbon nanorør af den japanske forsker Sumio Iijima. Bygningsfirmaet Obayashi Company har forpligtet sig til at have en elevator i gang i 2050. Chief research engineer Yoji Ishikawa siger, at virksomheden samarbejder med private producenter og universiteter for at forbedre den eksisterende carbon nanotube-teknologi.
”Vi forstår, at det er et svært projekt, ” siger Ishikawa. ”Vores teknologi er meget lav. Hvis vi er nødt til at være ved 100 for at få bygget en elevator - lige nu er vi omkring en 1 eller 2. Men vi kan ikke sige, at dette projekt ikke er muligt. Lige nu ser vi ikke nogen større hindring. Det er værd at prøve, og hvis vi ikke gør det, kan vi ikke opnå noget. ”
Ishikawa tilføjer, at Obayashi, der for nylig afsluttede den højeste selvbærende skyskraber, Tokyo SkyTree, håber at blive involveret i testning af et kulstof nanorør-baseret bundbind mellem to satellitter. Forskere vil sammenligne, hvordan dette bindemiddel fungerer med den datamodellerede opførsel i en meget længere version.
Ishikawa indrømmer, at virksomhedens initiativ startede som et tankeeksperiment, og at projekter af denne art generelt bliver aflyst, når et konceptdokument er offentliggjort. Men den japanske offentlighed og andre lande hilste rum elevatoren så varmt, at virksomheden besluttede at fortsætte indsatsen, siger Ishikawa.
”Måske en af grundene til, at rumhissen er så populær her, er, at tingene i de sidste par årtier ikke har været så gode økonomiske, og det japanske folk mistede tilliden til sig selv, ” siger Ishikawa. ”De leder efter et stort projekt, der opmuntrer dem. Dette kan og bør naturligvis ikke kun gøres af et land, men som en international virksomhed. Men måske kan Japan tage ledelse på dette på grund af dets popularitet blandt folket. ”
Leahan bemærker, at selvom en rumhejs ikke er en del af den amerikanske zeitgeist, afslørede processen med at skabe filmen en lidenskabelig cadre af mennesker, der arbejder på projektet, selvom det ikke sandsynligvis vil blive realiseret i deres levetid.
”I sidste ende er det en historie om at jagte drømme og tænke på hvad der er muligt, og det stiller spørgsmålet, drømmer vi stadig, som vi plejede at gøre?” Siger han. ”Det gør vi måske, men de store ideer er nu at få tingene mindre.”
