Představte si dutou věž s papírově tenkými stěnami. Nyní si představte, že je vyroben z nejlehčího a nejsilnějšího materiálu na světě - možná z nanokarbonového nebo grafenového vlákna - se stranami 12 mil širokými a 22 000 mil vysokými. Transportní vozy stoupají nahoru a dolů po tvářích na geosynchronní orbitu.
Představujete si výtah do vesmíru - jak popisuje Sir Arthur C. Clarke ve svém románu sci-fi The Fountains of Paradise.
Clarkova kniha byla prvním populárním popisem myšlenky popsané v roce 1895 ruským vědcem Konstantinem Tsiolkovským, který si představil „nebeský hrad“ ve vesmíru připoutaný k Zemi masivní věží. V roce 1960, ruský inženýr, Yuri Artsutanov, popsal modernější verzi. Teprve v roce 1975, kdy inženýr jménem Jerome Pearson publikoval technický dokument o konceptu, přitahovala myšlenka výtahu do vesmíru skutečné upozornění. Clarke těžce čerpal z Pearsonových odborných znalostí, aby napsal knihu.
Nový dokumentární film Sky Line zkoumá, proč pojem kosmického výtahu nadále přetrvává i přes velké technologické překážky a některé stejně velké mezilidské rozpory. Po premiéře v listopadu 2015 na filmovém festivalu DocNYC v New Yorku je nyní film k dispozici online a během roku 2016 bude promítán na DC Environmental Film Festival a dalších nezávislých festivalech.
Nový dokumentární film Sky Line profiluje skupinu lidí, kteří pracovali na konceptu kosmického výtahu. (Jonny Leahan a Miguel Drake-McLaughlin) Toto jsou všechny návrhy výtahů společné: Z platformy ukotvené v oceánu někde podél rovníku by výtahové vozy cestovaly nahoru a dolů po svazku tlustého kabelu nebo široké ploché pásky vyrobené z materiálu na bázi uhlíkových nanotrubic, udržované napnuté o protiváhu 62 000 mil nad Zemí. Použitím válečků nebo magnetické levitace k vyšplhání po laně by auta mohla trvat jen pět hodin, než dokončí cestu na geosynchronní orbitu, ale za zlomek - možná 1 / 100th - nákladů na dnešní odpálení rakety.
Zdá se, že vesmírný výtah, jak se zdá, je přístupný, cenově dostupný a potenciálně velmi lukrativní. Ale proč se to ještě nestalo, v podstatě se scvrkává na materiály - ani to nejlepší z dnešních super-silných a super-lehkých materiálů stále ještě nejsou dost dobré na to, aby podporovaly vesmírný výtah.
Ne kvůli nedostatku pokusů. Vědci z Penn State v roce 2014 oznámili, že v laboratoři vytvořili diamantové nanotreads, které podle modelování v počítačových simulacích australských vědců naznačují, že mohou být silnější a flexibilnější, než se původně věřilo. Výzkum technologie uhlíkových nanotrubic (CNT) pokračuje a každý měsíc se objevuje nový pokrok ve výzkumu grafenu.
V programu Sky Line filmaři Jonny Leahan a Miguel Drake-McLaughlin profilují skupinu lidí, kteří úzce spolupracovali na konceptu kosmického výtahu. Příběh sleduje nejhlubší snahu o vybudování vesmírného výtahu, včetně financování NASA pro výzkum, design a dokonce i výzev ve stylu XPRIZE, které proběhly do roku 2011. Jejich motivace k vytvoření filmu vychází z probíhajících diskusí mezi sebou a přáteli o současný stav americké vesmírné technologie.
"Je tu myšlenka, kterou jsme se vzdali ve vesmíru, protože NASA odešel z raketoplánu a neděláme nic pro její nahrazení, " říká Leahan. "Ale lidé nechápou, že NASA je velmi živá a dobrá a pracuje na neuvěřitelném množství vizionářských věcí." Uvědomili jsme si, že se toho hodně děje, i když v současné době nemusí pracovat na výtahu. “
Myšlenka výtahu samotného byla tématem debaty mezi filmaři a při pohledu do něj objevili dvě hlavní postavy, Bradley Edwards a Michael Laine.
Edwards, fyzik s hlubokou historií práce v astrofyzice, včetně 11letého stintu v Los Alamos National Laboratory, pracuje na konceptu kosmického výtahu od roku 1998. Laine je soukromý podnikatel a zakladatel společnosti LiftPort, jejíž původní mise byla podpora technologie uhlíkových nanotrubic. Mezi další postavy patří Tom Nugent, letecký inženýr, a Ted Semon, bývalý prezident Mezinárodního konsorcia pro vesmírné výtahy (ISEC).
"Všimli jsme si, že mnoho lidí, se kterými jsme mluvili, mělo sny, když byli mladší z toho, že jsou astronauty, " říká Leahan. "Přetrvávají, protože jsou frustrovaní, že mají vůli jít do vesmíru, ale neexistuje technologie ani zdroje, které by do vesmíru posílaly velmi mnoho lidí." Chtějí s tím jen něco udělat. “
Na konci 90. a začátkem roku 2000 obdržela Edwards dvě kola financování od výzkumného ramene NASA známého jako NASA Inovativní pokročilé koncepty (NIAC) - ten se nazýval Institut pro pokročilé koncepty. Edwardsova práce představovala rozsáhlou studii proveditelnosti, která zkoumala všechny aspekty kosmického výtahu, od návrhu a konstrukce přes jeho rozmístění a provoz. Jeho závěr: Vesmírný výtah by mohl být postaven pomocí stávající technologie - mínus superlehký postroj nezbytný k tomu, aby celá věc fungovala.
Edwards pak spolupracoval s Laine na LiftPort ve snaze získat kapitál pro projekt, ale brzy se rozešli způsoby kvůli finančním neshodám. Film téměř způsobuje, že se zdá, že trhlina je důvodem, že kosmický výtah nebude brzy postaven.
Pearson, který se také objevuje ve filmu, říká, že projekty na stupnici kosmického výtahu mají přirozeně vysokou kapacitu pro tření.
"Když máte tak jedinečný nápad, lidé, kteří jsou na něm připraveni, jsou ve svých oblastech výjimeční a mnoho z nich se nechce hádat od nikoho jiného, " říká. "To je jen část hry."
LiftPort se v roce 2007 zhroutil, navzdory demonstracím, kdy roboti šplhali na půl kilometru dlouhý pás uhlíkové nanotrubice zavěšený na balónech. V roce 2012 Laine vzkříšila společnost prostřednictvím úspěšné kampaně Kickstarter, aby pracovala na rozvoji partnerství pro vytvoření kosmického výtahu založeného na měsících. Laine i Pearson tvrdí, že nyní je možné stavět měsíční výtah a umožnit těžbu bohatého kyslíku, křemíku, železa, hliníku a hořčíku přítomného na prašném povrchu měsíce.
Ale s naprostou upřímností Laine říká, že původní LiftPort byl „strašný“ na uhlíkových nanotrubičkách a že snahy společností jako SpaceX a Blue Origin o vybudování opakovaně použitelných raket mohou vyhladit potřebu vesmírného výtahu. Cílem vždy bylo dostat současné náklady na libru užitečného zatížení - v desítkách tisíc dolarů - na stovky nebo dokonce desítky dolarů. Ale přesto se to stane, Laine stále věří, že správné využití technologie uhlíkových nanotrubic je zásadní pro budoucnost přístupu do vesmíru.
"Pokud zdokonalí opakovaně použitelnou raketu, bude pro výtah náročné získat finanční prostředky, protože hlavním důvodem pro výtah bylo snížení nákladů na oběžné dráze, " říká Laine. "Ale nechali jste civilizace stoupat a klesat změnou materiální síly o desetinnou čárku, a teď mluvíte o řádech velikosti." Myslím, že až pochopíme, jak bude vypadat budoucnost, jakmile využijeme nanotechnologie. “
Edwards zahájil v roce 2008 výroční zasedání ISEC, která každý rok přilákají asi 50 až 60 lidí, aby pracovali na problémech, které lze nyní vyřešit, včetně čištění vesmírných zbytků, budování lepších horolezeckých robotů a vývoj vzdálených laserových energetických systémů. Říká, že je neustále žádán, aby vedl cílené úsilí, aby se vesmírný výtah uskutečnil. Institucionální podpora tam prostě není, dodává.
"Problém s celým úsilím o vesmírný výtah spočívá v tom, že neexistuje skutečná podpora, " říká Edwards. „Takto vypadá projekt, když je hotový jako koníček, stovkami lidí po celém světě. Dokud nebude skutečná podpora a profesionální koordinační řízení tohoto úsilí, nedojde k podstatnému pokroku. “
Přestože je Edwards stále silným zastáncem kosmického výtahu, soustředil své úsilí na praktičtější aplikace technologie uhlíkových nanotrubic. Jeho současná společnost Plasma Ten vyrábí uhlíkové nanotrubice pro zpevňování plastů a epoxidů.
Konstrukce Obayashiho se skládá z plovoucího zemského portu připojeného k geostacionární pozemské orbitální stanici ve výšce asi 22 000 mil kabelem z uhlíkových nanotrubic. (© Obayashi Corporation, všechna práva vyhrazena) 
Zemský přístav měří asi 1300 stop v průměru. (© Obayashi Corporation, všechna práva vyhrazena) 
Stavební firma Obayashi Company se zavázala, že do roku 2050 bude mít výtah v provozu. (© Obayashi Corporation, Všechna práva vyhrazena) 
Zde je interiér stanice geostacionární Země na oběžné dráze. (© Obayashi Corporation, všechna práva vyhrazena) 
Další vnitřní pohled na geostacionární orbitální stanici Země. (© Obayashi Corporation, všechna práva vyhrazena) Zatímco mnoho z těchto hráčů v USA se přesunulo k jiným projektům, výzkumníci v jiných částech světa si udržují své zaměření.
V Japonsku je kosmický výtah prakticky součástí národní psychiky, částečně díky hlubokým odborným znalostem japonských vědců v oblasti robotiky a technologie uhlíkových nanotrubic, počínaje objevem uhlíkových nanotrubic v roce 1991 japonským výzkumníkem Sumiem Iijimou. Stavební firma Obayashi Company se zavázala mít výtah do provozu do roku 2050. Hlavní výzkumný inženýr Yoji Ishikawa říká, že společnost spolupracuje se soukromými výrobci a univerzitami na zlepšení stávající technologie uhlíkových nanotrubic.
"Chápeme, že je to obtížný projekt, " říká Ishikawa. "Naše technologie je velmi nízká." Pokud potřebujeme být na 100, abychom si postavili výtah - právě teď jsme kolem 1 nebo 2. Ale nemůžeme říci, že tento projekt není možný. V tuto chvíli nevidíme žádnou významnou překážku. Stojí za to vyzkoušet, a pokud to neuděláme, nemůžeme nic dosáhnout. “
Ishikawa dodává, že Obayashi, který nedávno dokončil nejvyšší samoobslužný mrakodrap Tokio SkyTree, doufá, že se zapojí do testování svazku na bázi uhlíkových nanotrubic mezi dvěma satelity. Vědci porovná, jak tento postroj pracuje s počítačově modelovaným chováním mnohem delší verze.
Ishikawa připouští, že iniciativa společnosti začala jako myšlenkový experiment a že projekty tohoto druhu jsou obecně publikovány po zveřejnění koncepčního dokumentu. Japonská veřejnost a další země však přivítaly vesmírný výtah tak vřele, že se společnost rozhodla pokračovat v úsilí, říká Ishikawa.
"Jedním z důvodů, proč je vesmírný výtah tak populární, je to, že v posledních několika desetiletích nebyly věci ekonomicky tak dobré a Japonci ztratili důvěru v sebe, " říká Ishikawa. „Hledají velký projekt, který by je povzbudil. To samozřejmě nemůže a nemělo by dělat pouze jedna země, ale jako mezinárodní podnik. Ale možná si v tom může Japonsko ujmout vedení kvůli své popularitě mezi lidmi. “
Leahan poznamenává, že ačkoli kosmický výtah není součástí amerického zeitgeistu, proces vytváření filmu odhalil vášnivý kádr lidí pracujících na projektu, i když to není pravděpodobné, že se uskuteční během jejich života.
"Nakonec se jedná o příběh o pronásledování snů a přemýšlení o tom, co je možné, a ptá se nás, stále ještě sníme, jak jsme zvyklí?" Říká. "Možná ano, ale velké myšlenky jsou nyní v tom, jak věci zmenšit."
