- Het idee achter een ‘ruimtelift’ is dat je de aarde via een kabel direct met een andere plek in de ruimte verbindt.
- Groot voordeel: het vervoer van goederen (en mensen) zou veel efficiënter en goedkoper zijn.
- Grote uitdaging: er is nog geen geschikt materiaal gevonden om een ruimtekabel te bouwen.
- Lees ook: Dit ruimtevaartbedrijf gaat Michelinmaaltijden aanbieden in de stratosfeer voor bijna $500.000 per persoon
Stel je voor: een lift zoeft langs een lange kabel die de aarde met een andere plek in de ruimte verbindt, en brengt goederen en mensen snel en efficiënt naar die andere plek. Daarbij kun je zelfs denken aan andere planeten. En dat tegen relatief lage operationele kosten. Ziehier de charme van de ruimtelift.
In plaats van zes tot acht maanden met een ruimteschip reizen naar Mars, kan een ruimtelift ons daar in theorie binnen drie tot vier maanden brengen, en mogelijk zelfs binnen 40 dagen.
Het concept van ruimteliften is niet nieuw, maar het bouwen van zo’n constructie is geen sinecure. De technologische en andere uitdagingen zorgen ervoor dat het nadrukkelijk nog steeds een theoretisch idee is.
De ambitie om er serieus één te bouwen is ook nog niet heel oud. Dat wil zeggen: deze ambitie bestaat sinds iets meer dan tien jaar. Het Japanse technologiebedrijf Obayashi denkt dat het de expertise in huis heeft.
Japans bedrijf wil in 2050 een ruimtelift realiseren
Obayashi Corporation is bekend van de bouw van de hoogste televisie toren ter wereld, de Tokyo Skytree. Die is 634 meter hoog.
In 2012 verkondigde Obayashi dat het bedrijf nog veel grotere hoogten zou bereiken met een eigen ruimtelift. In een rapport uit datzelfde jaar zei het bedrijf dat het in 2025 zou beginnen met de bouw van het omgerekend 92 miljard euro kostende project en dat de ruimtelift al in 2050 operationeel zou kunnen zijn.
Business Insider sprak met Yoji Ishikawa, die het rapport destijds schreef en deel uitmaakt van de afdeling voor toekomstige technologische ontwikkeling van het bedrijf, om te zien hoe het project vordert.
Ishikawa tempert bij aanvang van het gesprek de verwachtingen meteen door te zeggen dat het bedrijf waarschijnlijk niet volgend jaar begint met de bouw van de ruimtelift. Obayashi is momenteel “bezig met research en development, ruw ontwerp, het opbouwen van partnerschappen en promotie”, aldus Ishikawa.
Met de lift naar de ruimte
Sommigen betwijfelen of zo'n bouwwerk wel mogelijk is. “Op het eerste gezicht is dit een gek idee”, zegt Christian Johnson, die vorig jaar een rapport over ruimteliften publiceerde in het door vakgenoten beoordeelde Journal of Science Policy & Governance. “Maar er zijn wetenschappers en ingenieurs die hier achter staan en het écht willen realiseren.”
Mensen en objecten de ruimte insturen met raketten is extreem duur. De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA schat bijvoorbeeld dat de vier geplande Artemis-maanmissies ruim 4 miljard dollar per lancering gaan kosten.
De reden hiervoor is dat er veel brandstof nodig is om in de ruimte te komen. Brandstof is echter zwaar, waardoor je nog meer brandstof nodig hebt om de brandstof te vervoeren. “En zo zit je een soort vicieuze cirkel”, zegt Johnson.
Met een ruimtelift heb je geen raketten of brandstof nodig. Volgens sommige ontwerpen zouden ruimteliften vracht naar een baan om de aarde brengen op elektromagnetische voertuigen die klimmers worden genoemd. Deze klimmers zouden op afstand kunnen worden aangedreven, bijvoorbeeld door zonne-energie of microgolven, waardoor er geen brandstof aan boord nodig is.
In zijn rapport voor de Obayashi Corporation schreef Ishikawa dat dit type ruimtelift de kosten voor het verplaatsen van goederen naar de ruimte zou kunnen verlagen tot omgerekend 105 euro per kilo. Andere schattingen voor ruimteliften in het algemeen stellen de prijs voor het vervoer van goederen op 424 euro per kilo.
Zelfs de Falcon 9-raket van SpaceX is wat betreft de vervoerskosten van goederen nog steeds ongeveer vijf keer zo duur als de hoogste kostenramingen voor ruimteliften. Let wel: in deze operationele vergelijking is niet gekeken naar de kosten van de bouw van de ruimtelift, die zoals hierboven aangegeven naar schatting meer dan 90 miljard euro zou kosten.
Naast de operationele kosten van een ruimtelift zijn er nog andere voordelen. Er is geen explosiegevaar, zoals bij een raket, en de klimmers van de ruimtelift zouden emissievrije voertuigen kunnen zijn, aldus Johnson. Met een relatief rustig tempo van 200 kilometer per uur zouden de klimmers van de Obayashi Corporation langzamer reizen dan raketten met minder trillingen, wat goed is voor gevoelige apparatuur.
Ishikawa zegt dat de Obayashi Corporation een ruimtelift ziet als een nieuw soort openbare werken waar de hele mensheid van kan profiteren.
Probleem: er is niet genoeg staal op aarde om een ruimtelift te maken
Momenteel is één van de grootste obstakels voor het bouwen van een ruimtelift het materiaal voor de kabel of buis. Om de enorme spanning te weerstaan zou de kabel zeer dik moeten zijn, als deze van typische materialen zoals staal zou worden gemaakt. "Als je een kabel van staal wil bouwen, zou je meer staal nodig hebben dan er op aarde beschikbaar is", aldus Johnson.
In het rapport van Ishikawa werd gesuggereerd dat de Obayashi Corporation koolstofnanobuisjes zou kunnen gebruiken. Een nanobuisje is een opgerolde laag grafiet, hetzelfde materiaal dat in potloden wordt gebruikt. Het is veel lichter en breekt minder snel onder spanning dan staal.
Maar er zit een addertje onder het gras. Hoewel nanobuisjes zeer sterk zijn, zijn ze ook heel klein, met een diameter van een miljardste meter. En onderzoekers hebben er nog geen lange kabels mee gebouwd: de langste is tot nu toe ongeveer 60 centimeter.
Om goed in balans te blijven en toch een geostationaire baan te bereiken (waar objecten synchroon meebewegen met de rotatie van de aarde) zou de kabel volgens het rapport van Ishikawa minstens 35.000 kilometer lang moeten zijn. "Daar zijn we nog niet," zei Johnson over de lengte van de nanobuisjes. "Maar dat betekent niet dat het onmogelijk is."
Onderzoekers moeten wellicht een geheel nieuw materiaal ontwikkelen, suggereert Ishikawa.
Andere obstakels: risico dat kabel breekt door blikseminslag of orkaan
Wat het gebruikte materiaal ook gaat worden, er zijn nog meer problemen. De kabel van een ruimtelift zou onder zulke ongelooflijke spanning staan dat hij kan knappen, zegt Johnson. Een blikseminslag zou de kabel fataal kunnen worden. Er zijn ook andere weersomstandigheden om rekening mee te houden, zoals tornado's, moessons en orkanen.
Een space port bij de evenaar zou de kans op orkanen verminderen, maar het zou nog steeds in de open oceaan moeten liggen om het moeilijker te maken voor terroristen om de ruimtelift te saboteren, denkt Johnson. Het zou ook veel ruimtereizen vergen om die gigantische bouwkosten terug te verdienen.
En dat is slechts het topje van de ijsberg, qua uitdagingen. Uitdagingen die niet allemaal door één bedrijf kunnen worden opgelost, zegt Ishikawa. "We moeten samenwerken", geeft hij aan. "We hebben verschillende takken van industrie nodig. En we hebben veel financiering nodig."
Dat zijn veel obstakels die de start van de bouw in de weg zitten. Volgens Ishikawa was de beoogde inwerkingstelling in 2050 altijd al een ruwe schatting, afhankelijk van de technologische voortgang. "Het is niet ons doel of onze belofte," zegt hij, maar het bedrijf richt zich nog steeds op dat jaartal.
"Ik denk dat de tijdschattingen optimistisch zijn," zegt Johnson, "zelfs als er morgen een doorbraak zou zijn.
