Artikler
Romheis

Romheiser - en ny tid innen romfart

2006-02-17
Romheiser har eksistert i utallige science fiction bøker oppgjennom tidene, nå kan de bli virkelighet. Det er en besnærende ide, men mange vanskeligheter gjenstår.
En romheis består av en romstasjon festet til Jorda med en lang kabel. En robot klatrer opp og ned kabelen og kan slik frakte store mengder utstyr, til og med mennesker, inn i veldig høy bane rundt Jorda til en brøkdel av prisen i forhold til raketter.

Allerede på dette stadiet kan vi sette begrensninger på ideen. For at en romheis ikke skal tvinnes rundt Jorda må den på en eller annen måte beholde samme posisjon over Jordoverflaten. For satellitter er løsningen å legge seg i geosynkron bane. En satellitt som ligger i ro på himmelen vil gå i geosynkron bane og ha en omløpstid på 23 timer og 56 minutter. Denne banen er derimot elliptisk med mindre den befinner seg direkte over ekvator. En geosynkron bane som befinner seg rett over ekvator vil gå i en sirkel og kalles for en stasjonær bane. Det er rundt 240 satellitter i geosynkrone baner i dag, for det meste kommunikasjonssatellitter for radio, tv og data.

Et romheissystem må nødvendigvis ligge i geostasjonær bane slik at romstasjonen går i en sirkel og ikke i en praktisk vanskelig ellipsebane (kabellengden må i dette tilfellet varierere gjennom med en periode på 23 timer og 56 minutter). Det vil si, selve romstasjonen i enden av kabelen må ligge lengre ute. Hvis romstasjonen ligger for lavt, vil den uten ekstra motorkraft sakte men sikkert falle ned på Jorden. Hvis den ligger akkurat i geostasjonær bane vil strekket i kabelen være null (men dette vil være praktisk vanskelig å få til helt nøyaktig). Hvis romstasjonen ligger litt forbi geostasonær bane vil vi få et strekk i kabelen slik at en heis kan klatre oppover uten å rive ned alt sammen. Grensen for hvor langt ute romstasjonen kan ligge avhenger av strekkfastheten i kabelen, jo lengre ute, jo strammere blir kabelen og faren for at den ryker øker.
Romheis
En romheis strekker seg mye lengre ut i rommet enn selv de fjerneste satellittene. (VitNytt)
La oss si at vi lager en kabel der en kilometer veier en kilo. Siden det er over 35 tusen kilometer opp til geostasjonær bane, må romstasjonen veie over 35 tonn. Den internasjonale romstasjonen veier over 100 tonn, men befinner seg til sammenligninge kun 360 kilometer oppe, en prosent av avstanden til romheisen. Heldigvis kan romheisen hjelpe til med å bygge seg selv ved at man begynner med en tynne kabel med begrenset strekkfasthet. Robotklaterere klatrer opp og ned og forsterker kabelen til den til slutt er sterk nok til større ting.

Et annet problem er å finne et materiale som er tilstrekkelig sterkt nok. Strekkfasthet måles i pascal, som er trykk, eller kraft per areal (newton per kvadratmeter).

TrykkBeskrivelse
20 µPa Terskelen for hva et menneskeøre kan høre under ideelle forhold
0,5 Pa Atmosfæretrykket på Pluto (kan være unøyaktig)
1 Pa Trykket av en flue som sitter på et frimerke.
10 Pa Økning i trykk per millimeter i vann
1 kPa Atmosfæretrykket på Mars
101,325 kPa En Standardatmosfære - atmosfæretrykket ved havoverflaten
180-250 kPa Trykket i et bildekk
0,8-2 MPa Trykket i kjelen på damplokomotiv
10 MPa Trykket vaskemaskinen din spyler ut vann med
20 MPa Trykket i en surstofftank av aluminium for dykkere
100 MPa Trykket i Marianagropen, det dypeste stedet på Jorda (10 kilometer under havoverflaten)
1 GPa Strekkfastheten til stål (varierer)
10 GPa Trykket som må til for at diamanter dannes
100+ GPa Teorerisk strekkfasthet til nanotuber av karbon (carbon nanotube, CNT)


En romheiskabel må ha en strekkfasthet som kan tåle over 35 kilometer av sin egen vekt. Stål kan tåle opptil 5 GPa men er for tungt. Kevlar er mye letter og kan tåle opp til 4 GPa, mens kvartsfiber har en strekkfasthet opp mot 20 GPa. Det ideelle materialet er nanotuber av karbon som er ekstremt lette og har en enorm strekkfasthet. De sterkeste nanotubene vi kan lage i dag ryker ved 30 til 50 GPa, den lengste nanotuben vi har klart å lage (2004) er 4 centimeter. Vi har derfor et stykke igjen før nanotuber kan bli en reell mulighet.
Romheis
En artists fremstilling av en romheis (Pat Rawling)


Neste side (2/2)