Zeme a na orbite by bol upevnený synchrónne s pohybom planéty. Prevážal by kozmický náklad aj návštevníkov, túžiacich po vesmírnych výškach, oveľa hospodárnejšie ako napríklad raketoplány.
Optimizmus bez reálneho základu
Po objave uhlíkových nanotrubíc s nezvyčajne vysokým pomerom sila-hmotnosť niektorí vedci uverili, že by sa ambiciózny projekt vesmírneho výťahu mohol uskutočniť. Optimizmus však teraz schladili výpočty Nicolu Pugna z Turínskej polytechniky v Taliansku. Podľa nich nie sú vlákna dostatočne silné, pretože nevyhnutné poškodenia v nanotrubiciach na úrovni atómov by znižovali pevnosť konštrukcie až o 70 %. Jeho článok sa objaví v júlovom čísle časopisu Journal of Physics: Condensed Matter; predbežne o ňom informovala internetová verzia časopisu Nature.
Vedci sa domnievajú, že najlepším tvarom by bol pás z nanotrubíc široký asi jeden meter a tenký ako papier. Odolával by tlaku najmenej 62 gigapascalov (čo je toľko, ako keby sa o lano preťahovalo dvestotisíc ľudí). Podľa laboratórnych testov môžu jednotlivé nanočastice vydržať v priemere približne 100 GPa; táto nezvyčajná pevnosť pramení z ich kryštalickej štruktúry. Ak však v nanotrubici chýba čo i len jeden uhlíkový atóm, znižuje to jej pevnosť o 30 %. A obrovské množstvo materiálu, vyrobené z takýchto trubíc, je ešte slabšie. Väčšina vlákien z nanotrubíc by preto mala oveľa nižšiu pevnosť ako jeden GPa.
Čo spôsobí chýbajúci atóm
Nedávne merania vysokokvalitných nanotrubíc ukázali, že približne na dĺžke 4 mikrometrov chýba jeden atóm, menej obvyklé sú "výpadky" dvoch a viacerých atómov. Pugno však upozorňuje, že vo vesmírnych mierkach sa takéto chyby stanú nevyhnutnými. S použitím matematického modelu, ktorý sám navrhol, a ktorý sa uplatnil aj pri predpovedaní pevnosti iných materiálov (napríklad nano-kryštalického diamantu) Pugno vypočítal, že chyby v nanotrubiciach nevyhnutne povedú k poklesu ich pevnosti približne o 30 GPa.
Pugno dodáva, že aj bezchybné nanotrubice by v kozme poškodzovali mikrometeority a dokonca aj erózia atómov kyslíka. Môžeme teda skonštruovať vesmírny výťah? "So súčasnými technológiami nikdy," tvrdí taliansky vedec.
Nikdy nehovor nikdy?
Pugnova analýza je samozrejme v rozpore s vyhláseniami Bradleyho Edwardsa, ktorý napísal štúdiu o vesmírnom výťahu pre NASA a potom aj populárnu knihu. Stal sa tak popredným zástancom jeho konštrukcie. Edwards, zakladateľ a prezident spoločnosti Carbon Designs, sa domnieva, že s dostatočnými finančnými prostriedkami dokáže vyrobiť dostatočne pevné vlákna v priebehu troch rokov. Kľúčovým krokom je podľa neho opatrné namotávanie viacerých dlhých nanotrubíc nahusto, čo posilní trecie väzby a zníži tak úlohu jednotlivých nanotrubíc. Pugno však odpovedá, že kritickým poškodeniam sa trubice nevyhnú bez ohľadu na to, ako sú spletené.
Ani laboratórne pokusy príliš optimizmu nedodávajú. Ray Baughman, riaditeľ NanoTech Institute v Dallase, zverejnil minulý rok článok v Science; ukazuje v ňom meter dlhé vlákno skonštruované podľa návrhu Edwardsa. Toto vlákno má pevnosť menej ako 1 GPa, preto Baughama výsledky Nicolu Pugna neprekvapili. Už desaťročia sa vie o citlivosti kryštalických materiálov na poškodenia a o poklese ich pevnosti s narastajúcou veľkosťou, resp. dĺžkou.
Baugham však optimisticky dodáva, že jedného dňa možno nejaké riešenie nájdeme. Vesmírny výťah vraj "určite nebude existovať počas môjho života, netvrdil by som však, že nikdy." (der)
