Kuvittele ontto torni, jossa on paperiohuet seinät. Nyt kuva se on valmistettu maailman kevyimmästä ja vahvimmasta materiaalista - ehkä nanokarbonaatti- tai grafeenikuidusta -, jonka sivut ovat 12 mailin leveitä ja 22 000 mailia korkeita. Kuljetusautot kiipeävät ylös ja alas sen pinnoista geosynkroniselle kiertoradalle ja sieltä.
Kuvasi on hissi avaruuteen - kuten Sir Arthur C. Clarke kuvasi vuonna 1979 julkaistussa fantastisen romaanin The Paradises of Paradise -teoksessa.
Clarken kirja oli ensimmäinen suosittu kertomus ideasta, jonka venäläinen tiedemies Konstantin Tsiolkovsky kuvasi vuonna 1895. Hän kuvasi ”taivaanlinnaa” avaruudessa, joka oli kiinnitetty maan päälle massiivisella tornilla. Vuonna 1960 venäläinen insinööri Juri Artsutanov kuvasi nykyaikaisempaa versiota. Vasta vuonna 1975, kun Jerome Pearson -niminen insinööri julkaisi konseptin teknisen tutkimuksen, ajatus avaruudesta oli herättänyt todellista huomautusta. Clarke kiinnitti voimakkaasti Pearsonin asiantuntemusta kirjan kirjoittamiseen.
Uudessa dokumenttielokuvassa Sky Line tutkitaan, miksi avaruushissin käsite on jatkunut edelleen huolimatta merkittävistä teknologisista esteistä ja eräistä yhtä merkittävistä ihmissuhteiden murtumista. Elokuva, jonka ensi-ilta on marraskuussa 2015 New Yorkissa, DocNYC-elokuvafestivaalilla, on nyt saatavana verkossa, ja se esitetään DC: n ympäristöelokuvafestivaalilla ja muilla itsenäisillä festivaaleilla koko vuoden 2016 ajan.
Uusi Sky Line -dokumentti elokuva kuvaa ryhmää ihmisiä, jotka ovat työskennelleet avaruushissikonseptin parissa. (Jonny Leahan ja Miguel Drake-McLaughlin) Kaikilla hissiehdotuksilla on yhteistä: Meren rannalla ankkuroitulta laiturilta jossain päiväntasaajan päällä hissiautot kulkisivat ylös ja alas paksun kaapelin tai leveän, litteän nauhan, joka on valmistettu hiilinanoputkipohjaisesta materiaalista, pidettävällä kireällä vastapainolla 62 000 mailia maan päällä. Rullien tai magneettisen levitaation avulla kiipeämiseen autot saattavat viedä vain viisi tuntia matkan suorittamiseen geosynkroniselle kiertoradalle, mutta murto-osa - ehkä 1/100-osa nykypäivän rakettien laukaisuista.
Niin ulkomaalainen kuin näyttää, avaruushissi tekisi pääsyn avaruuteen saavutettavana, kohtuuhintaisena ja mahdollisesti erittäin tuottoisena. Mutta miksi sitä ei ole tapahtunut vielä, pohjimmiltaan kiehkuu materiaaleihin - edes parhaat nykypäivän supervahvoista ja erittäin kevyistä materiaaleista eivät vain vielä ole riittävän hyviä tukemaan avaruushissiä.
Ei kuitenkaan yrittämisen puutteen vuoksi. Penn State-tutkijat ilmoittivat vuonna 2014 luoneensa timanttien nanotiedekuituja laboratorioon, jotka australialaisten tutkijoiden tietokoneimulaatioiden mallin mukaan viittaavat siihen, että ne voisivat olla vahvempia ja joustavampia kuin ensin uskottiin. Hiilinanoputkien (CNT) tekniikan tutkimusta jatketaan, ja grafeenitutkimuksen uudet edistykset näyttävät ilmoittavan joka kuukausi.
Sky Line -elokuvassa elokuvantekijät Jonny Leahan ja Miguel Drake-McLaughlin profiloivat ihmisryhmän, joka on työskennellyt tiiviisti avaruushissikonseptin parissa. Tarina seuraa tähän mennessä perusteellisinta ponnisteluaan saada aikaan avaruushissit, mukaan lukien NASA: n rahoitus tutkimus-, suunnittelu- ja jopa XPRIZE-tyylisiin haasteisiin, jotka järjestettiin vuoden 2011 aikana. Heidän motiivinsa luoda elokuva perustuu jatkuviin keskusteluihin keskenään ystävien ja Yhdysvaltojen avaruustekniikan nykytila.
"Siellä on tämä ajatus, jonka olemme luopuneet avaruudesta, koska NASA on lopettanut sukkulan, emmekä tee mitään korvaamaan sitä", Leahan sanoo. "Mutta ihmiset eivät ymmärrä, että NASA on hyvin elossa ja hyvin, ja työskentelee uskomattoman määrän visionääreiden parissa. Tajusimme, että tapahtuu paljon, vaikka he eivät ehkä tällä hetkellä työskentele hissillä. ”
Itse ajatus hissistä oli ollut elokuvantekijöiden välisen keskustelun aihe, ja tutkiessaan sitä tarkemmin, he löysivät kaksi päähahmoa, Bradley Edwards ja Michael Laine.
Edwards, fyysikko, jolla on syvä historia astrofysiikassa, mukaan lukien 11-vuotinen työpaikka Los Alamosin kansallisessa laboratoriossa, on työskennellyt avaruushissikonseptia vuodesta 1998. Laine on yksityinen yrittäjä ja LiftPort-yrityksen perustaja. tehtävänä oli edistää hiilinanoputkitekniikkaa. Muita hahmoja ovat muun muassa Tom Nugent, ilmailuinsinööri ja Ted Semon, kansainvälisen avaruushissiyhdistyksen (ISEC) entinen presidentti.
"Huomasimme, että paljon ihmisillä, joiden kanssa puhuimme, oli unia, kun he olivat nuoria astronauteista", Leahan sanoo. ”He jatkavat, koska he ovat turhautuneita siitä, että heillä on tahto mennä avaruuteen, mutta ei ole tekniikkaa tai resursseja lähettää hyvin monia ihmisiä avaruuteen. He vain haluavat tehdä asialle jotain. ”
1990-luvun lopulla ja 2000-luvun alkupuolella Edwards sai kaksi rahoituskierrosta NASA: n tutkimusyksiköltä, joka tunnetaan nimellä NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) - nimeltään sitten Advanced Concepts Institute. Edwardsin työ oli laaja toteutettavuustutkimus, jossa tutkittiin avaruushissin kaikkia puolia suunnittelusta ja rakentamisesta sen käyttöönottoon ja käyttöön asti. Hänen johtopäätöksensä: Avaruushissi voidaan rakentaa olemassa olevalla tekniikalla - vähennettynä erittäin kevyellä tetrillä, joka tarvitaan, jotta koko asia toimisi.
Sitten Edwards työskenteli Laineen kanssa LiftPortissa pyrkiessään hankkimaan pääomaa hankkeelle, mutta he lähtivät piakkoin eroon taloudellisten erimielisyyksien takia. Elokuvan perusteella melkein näyttää siltä, että rako on syy avaruushissin rakentamiseen pian.
Pearson, joka esiintyy myös elokuvassa, sanoo, että avaruushissin mittakaavassa olevilla projekteilla on luonnollisesti suuri kitkakapasiteetti.
"Kun sinulla on yhtä ainutlaatuinen idea, ihmiset, jotka ovat kiinnostuneita työskentelemään sen parissa, ovat erinomaisia omalla alueellaan, ja monet heistä eivät halua ottaa guffia keneltäkään muulta", hän sanoo. "Se on vain osa peliä."
LiftPort romahti vuonna 2007 huolimatta mielenosoituksista, joissa robotit nousivat osittain ylöspäin mailin mittaisen hiilinanoputkinauhan nauhan ripustetusta ilmapalloista. Laine heräsi vuonna 2012 yrityksen onnistuneen Kickstarter-kampanjan avulla kehittääkseen kumppanuuksia kuunpohjaisen avaruushissin luomiseksi. Sekä Laine että Pearson sanovat, että kuunhissi on nyt rakennettavissa ja voisi mahdollistaa kuun pölyisellä pinnalla olevan runsaan hapen, piin, raudan, alumiinin ja magnesiumin louhinnan.
Mutta täydellisellä rehellisyydellä Laine sanoo, että alkuperäinen LiftPort oli ”kauhistuttava” hiilinanoputkissa ja että SpaceX: n ja Blue Originin kaltaisten yritysten pyrkimykset rakentaa uudelleenkäytettäviä raketteja saattavat hävittää avaruushissin tarpeen. Tavoitteena on aina ollut saada nykyiset kustannukset hyötykuorma puntaa kohti - kymmeninä tuhansina dollareina - satoiksi tai jopa kymmeniksi dollareiksi. Mutta kuitenkin niin tapahtuu, Laine uskoo edelleen, että hiilinanoputkitekniikan saaminen oikeaan on avaruuden saatavuuden tulevaisuuden kannalta kriittinen.
"Jos ne täydentävät uudelleen käytettävää rakettia, hissin on haastavaa saada rahoitusta, koska hissin tärkein syy oli kiertoradan alentaminen", Laine sanoo. ”Mutta sinulla on ollut sivilisaatioiden nousua ja laskua muutoksella aineellisessa vahvuudessa desimaalin tarkkuudella, ja nyt puhut suuruusluokista. Luulen, että emme edes ymmärrä, miltä tulevaisuus näyttää, kun valjastamme nanoteknologian. "
Edwards aloitti vuotuiset ISEC-kokoukset vuonna 2008, joka vetää noin 50–60 ihmistä vuosittain työskentelemään ongelmiin, jotka voidaan nyt ratkaista, mukaan lukien avaruusjätteiden puhdistaminen, parempien kiipeilyrobotien rakentaminen ja etälaserijärjestelmien kehittäminen. Hän sanoo, että häntä pyydetään jatkuvasti ryhtymään kohdennettuihin ponnisteluihin avaruushissin toteuttamiseksi. Institutionaalista tukea ei vain ole, hän lisää.
"Koko avaruushissiyrityksen ongelmana on, että sille ei ole todellista tukea", Edwards sanoo. ”Tätä näyttää projekti, kun se tehdään harrastuksena, sadat ihmiset levittäytyneet ympäri maailmaa. Merkittävää edistystä ei tapahdu, ennen kuin ponnisteluille on annettu todellista tukea ja ammattimaista koordinointia. "
Vaikka Edwards on edelleen vahva avaruushissin kannattaja, Edwards on sittemmin keskittänyt pyrkimyksensä käytännöllisempiin hiilinanoputkitekniikan sovelluksiin. Hänen nykyinen yritys, Plasma Ten, tuottaa hiilinanoputkia muovien ja epoksien lujittamiseen.
Obayashi-malli koostuu kelluvasta maanportista, joka on kiinnitetty geostationaariseen Earth Orbit Station -asemalle noin 22 000 mailin korkeudella hiilinanoputkikaapelilla. (© Obayashi Corporation, kaikki oikeudet pidätetään) 
Maaportin halkaisija on noin 1 300 jalkaa. (© Obayashi Corporation, kaikki oikeudet pidätetään) 
Rakennusyritys Obayashi Company on sitoutunut saamaan hissin käyttöönsä vuoteen 2050 mennessä. (© Obayashi Corporation, Kaikki oikeudet pidätetään) 
Tässä on geostationaarisen Earth Orbit Station -aseman sisustus. (© Obayashi Corporation, kaikki oikeudet pidätetään) 
Toinen sisäkuva geostationaarisesta Earth Orbit Stationista. (© Obayashi Corporation, kaikki oikeudet pidätetään) Vaikka monet näistä pelaajista Yhdysvalloissa ovat siirtyneet muihin hankkeisiin, muualla maailmassa toimivat tutkijat keskittyvät edelleen.
Japanissa avaruushissit ovat käytännössä osa kansallista psyykeä johtuen osittain japanilaisten tutkijoiden syvästä asiantuntemuksesta robottiikan ja hiilinanoputkitekniikan aloilla, alkaen japanilaisen tutkijan Sumio Iijiman vuonna 1991 löytämistä hiilinanoputkista. Rakennusyritys Obayashi Company on sitoutunut saamaan hissin käyttöönsä vuoteen 2050 mennessä. Päätutkija insinööri Yoji Ishikawa kertoo, että yritys tekee yhteistyötä yksityisten valmistajien ja yliopistojen kanssa nykyisen hiilinanoputkitekniikan parantamiseksi.
"Ymmärrämme, että se on vaikea projekti", Ishikawa sanoo. ”Teknologiamme on erittäin matala. Jos meidän on oltava 100-vuotiaana saadaksesi hissin rakennettua - tällä hetkellä olemme yhden tai kahden ympärillä. Mutta emme voi sanoa, että tämä projekti ei ole mahdollinen. Tällä hetkellä emme näe merkittäviä esteitä. Se on yrittämisen arvoinen, ja ellemme tee niin, emme voi saavuttaa mitään. ”
Ishikawa lisää, että Obayashi, joka valmisti äskettäin korkeimman itsetuetun pilvenpiirtäjän, Tokyo SkyTree, toivoo olevansa mukana testaamassa hiilinanoputkipohjaista jakoa kahden satelliitin välillä. Tutkijat vertaavat, kuinka tämä jako toimii, paljon pidemmän version tietokoneella mallinnettuun käyttäytymiseen.
Ishikawa myöntää, että yrityksen aloite alkoi ajatuskokeiluna ja että tämän tyyppiset hankkeet yleensä peruutetaan, kun konsepti on julkaistu. Mutta japanilainen yleisö ja muut maat pitivät avaruushissiä niin lämpimästi, että yritys päätti jatkaa työtä, Ishikawa sanoo.
"Ehkä yksi syy siihen, että avaruushissi on niin suosittu täällä, on se, että viimeisen parin vuosikymmenen aikana asiat eivät ole olleet niin hyviä taloudellisesti ja japanilaiset menettivät itseluottamus itseensä", Ishikawa sanoo. ”He etsivät suurta hanketta, joka rohkaisee heitä. Tietysti sitä ei voi eikä tule tehdä vain yhden maan toimesta, vaan kansainvälisenä yrityksenä. Mutta ehkä Japani voi ottaa johdon tässä asiassa, koska se on suosittu kansan keskuudessa. ”
Leahan toteaa, että vaikka avaruushissi ei kuulukaan amerikkalaiseen zeitgeistiin, elokuvan luomisprosessi paljasti projektissa työskentelevien ihmisten intohimoisen kadon, vaikka sitä ei todennäköisesti toteuteta heidän elinaikanaan.
"Viime kädessä se on tarina unelmien jahdaamisesta ja mahdollisuuksien ajattelusta, ja siinä kysytään, unelmoimmeko edelleen tapanamme?", Hän sanoo. "Ehkä teemme, mutta suuret ideat ovat nyt asioiden pienentämisessä."
