Introdução

Quando o ônibus espacial Columbia decolou do Kennedy Space Center, na Flórida, em 12 de abril de 1981, para começar a primeira missão dos ônibus espaciais, o sonho de ter uma espaçonave reutilizável tornou-se realidade. Desde então, a NASA já lançou mais de 100 outras missões. No entanto, o problema foi que o preço dessas missões espaciais mudou um pouco. Quer seja o ônibus espacial ou a nave não-reutilizável russa, o custo de um lançamento é de cerca de US$ 22 mil por kg (cerca de R$ 50 mil/kg).

Mas um novo sistema de transporte espacial está em desenvolvimento e poderia transformar uma viagem para a órbita estacionária em torno da Terra em algo corriqueiro, mudando toda a economia mundial.

Foto cedida LiftPort Group O elevador, visto no desenho artístico, será capaz de transportar até 13 toneladas de carga para o espaço, tudo isso usando a propulsão de raios laser

Um elevador espacial, feito de uma fita composta de nanotubos de carbono e ancorado em uma plataforma em alto-mar, se esticaria por aproximadamente 100 mil km de altura, até chegar a um contrapeso. Então, içadores mecânicos conectados à fita a escalariam para transportar carga e humanos para o espaço, a um preço baixo de US$ 220 a US$ 880 por kg.

Neste artigo, vamos dar uma olhada em como essa idéia está passando da ficção científica para a realidade.

Fita no céu
Para entender melhor o conceito por trás do elevador espacial, pense em um jogo de tetherball (aquele em que uma bola fica presa por uma corda em um mastro e os jogadores dão socos nela). Nessa analogia, a corda é a fita composta de nanotubos de carbono, o mastro é a Terra e a bola é o contrapeso. Agora imagine que a bola gira perpetuamente ao redor do mastro, mas tão rápido que a corda fica tensa. Essa é a idéia geral por trás do elevador espacial. O contrapeso gira ao redor da Terra para manter o cabo reto e permitir que os içadores robóticos subam e desçam pela fita.

Foto cedida LiftPort Group Um contrapeso na extremidade do elevador espacial é o que vai fazer com que a fita de nanotubos de carbono fique esticada

De acordo com o design proposto pela LiftPort (site em inglês), o elevador espacial teria cerca de 100 mil km de altura. A LiftPort é uma das várias empresas desenvolvendo planos para um elevador espacial ou para componentes dele. As equipes ao redor do mundo estavam empenhadas em ganhar os US$ 400 mil do primeiro prêmio dos Jogos do Elevador Espacial, na X Prize Cup, que aconteceria em outubro de 2006 na cidade de Las Cruces, no Novo México.

A peça principal do elevador será a fita composta de nanotubos de carbono, que tem apenas alguns centímetros de largura e é quase tão fina quanto um pedaço de papel. Os nanotubos de carbono, descobertos em 1991, são o que fazem os cientistas acreditarem que o elevador espacial pode se tornar uma realidade. De acordo com o Dr. Bradley Edwards, da Spaceward Foundation (site em inglês), "antes, os desafios materiais eram grandes demais. Mas agora estamos chegando cada vez mais perto, graças aos avanços na criação de nanotubos de carbono e na construção de máquinas que podem gerar extensões grandes o bastante para criar uma fita que se estique até o espaço" [referência - em inglês].

Foto cedida LiftPort Group De acordo com os primeiros planejamentos, restos de materiais da construção serão usados para formar o contrapeso

Os nanotubos de carbono têm o potencial para serem 100 vezes mais fortes do que o aço e são tão flexíveis quanto o plástico. A força dos nanotubos de carbono se deve à sua estrutura única, que lembra uma bola de futebol. Assim que os cientistas conseguirem criar fibras a partir dos nanotubos de carbono, será possível criar os fios que formarão a fita do elevador espacial. Materiais disponíveis antigamente eram muito fracos ou não tinham flexibilidade o bastante para formar a fita, e seriam quebrados facilmente.

"Eles têm módulo de elasticidade muito alto e sua resistência à tração também é bastante grande. Esses são os requisitos que, teoricamente, tornariam a construção de um elevador espacial relativamente fácil", disse Tom Nugent, diretor de pesquisas do LiftPort Group.

Uma fita poderia ser construída de duas maneiras:

• longos nanotubos de carbono, com extensão de muitos metros, seriam trançados em uma estrutura semelhante a uma corda. Até 2005, os nanotubos mais longos ainda não passavam de alguns centímetros;
• nanotubos mais curtos poderiam ser colocados em uma matriz de polímeros. Os polímeros atuais não têm uma ligação muito boa com os nanotubos de carbono, o que faz com que a matriz seja puxada para longe dos nanotubos quando colocada sob tensão.

Assim que a longa fita de nanotubos for criada, ela será enrolada em um carretel e lançada em órbita. Quando a espaçonave transportando o carretel atingir uma determinada altitude, como a baixa órbita terrestre, o carretel começa a se desenrolar e levar a fita de volta à Terra. Ao mesmo tempo, o carretel continuará a subir para uma altitude mais alta. Quando a fita atingir a atmosfera terrestre, ela será capturada, trazida para o nível do mar e ancorada em uma plataforma móvel no oceano.

A fita servirá como os trilhos de uma espécie de ferrovia espacial. E os içadores mecânicos serão usados para escalar a fita em direção ao espaço.

Qual vai ser a altura do elevador espacial?Se construída, a fita será uma das maravilhas do mundo moderno e será a estrutura mais alta já construída. Imagine que a torre sem suporte mais alta do mundo em 2005 era a CN Tower, que chega a 553,34 metros, localizada em Toronto, no Canadá. O elevador espacial seria 180.720 vezes mais alta do que a CN Tower! O elevador de 100 mil km de altura atingiria um ponto muito mais distante do que a altura em que o ônibus espacial costuma orbitar (de 185 a 643 km). Na verdade, ele chegaria a um quarto da distância da Terra à Lua, que fica a uma distância de 382.500 km do nosso planeta.