Kosmický výtah je dost možná nejelegantnější ideou na cestování do vesmíru. Lano spojující povrch Země na rovníku se stanicí ve výšce 35 tisíc kilometrů by potenciálně mohlo vynášet lidi a náklad na geostacionární oběžnou dráhu snadno, rychle a bezpečně. Místo na oběžné dráze, kam by cestující stoupali, je vlivem orbitální mechaniky stále nad jediným kusem povrchu. Ačkoliv by tak vesmírný výtah měl nejvyšší bod v desetině průměrné vzdálenosti Země k Měsíci, několikahodinová jízda nahoru by byla oproti startu raketou snadná a bezproblémová.

První svého druhu

Realizace nápadu, kterým se nejvíce proslavil spisovatel Arthur C. Clarke (ačkoliv idea výtahu je starší), má však i dnes celou řadu neznámých. Největšími problémy jsou chování materiálu v kosmickém prostoru a vývoj dostatečné pevného lana pro kosmický výtah. Blížící se japonský test tak může přinést užitečná data pro další vývoj.

Test "kosmického výtahu ve vesmíru" by však neměl vyvolávat dojem, že jde o něco, byť jen minimálně podobného, finální verzi výtahu. Při délce lana 10 metrů je japonský kosmický výtah svým způsobem skutečně kosmický výtah. Tedy výtah umístěný v kosmickém prostoru! Do Clarkeovy vize má však stále extrémně daleko.

Nejedná se vlastní ani o největší pokus s tažným lanem ve vesmíru. NASA v první polovině 90. let v rámci dvou misí raketoplánů testovala lano o délce až 20 km, které mělo spojovat orbitální modul raketoplánu se satelitem. Ideou bylo, že by oba systémy díky umístění v různých bodech magnetického pole Země mohly generovat levný elektrický proud.

TSS-1 v umělecké vizi | zdroj: NASA

Zatímco mise TSS-1 selhala na tom získat dostatečnou míru elektřiny, mise TSS-1R pro změnu kvůli přetržení lana. Oba pokusy sice nebyly přímo zamýšleny pro vývoj tažného lana kosmického výtahu, ukazují však, že japonský pokus nebude ve své oblasti úplně novinkou.

Faktem je, že některé japonské společnosti deklarovaly záměr vybudovat kosmický do roku 2050 – a to je dostatečně dlouhá doba na vývoj odolnějších materiálů. Znamená to, že je realizace kosmického výtahu blíže, než jsme čekali?

Jedním slovem: ne.

Kosmický sen

Japonský pokus je sice zajímavý, ale nic nemění na tom, že praktické potřeby vesmírného výtahu dnes působí jako vysloveně astronomické. Dva roky nazpět například hongkongská polytechnika spočítala, že konstrukce výtahu by musela ustát tah až o síle 40 GPa.

Problém je, že uhlíkové nanotrubičky, zamýšlené dnes jako případný superlehký a superpevný materiál výtahu, dovedeme vytvářet jenom pro tah 1 GPa. Teoretické práce sice mluví o tom, že bychom tuto cifru mohli jednou až stonásobně zvětšit, jenže i jediná chyba v uspořádání atomů uvnitř konstrukce dlouhé 35 tisíc kilometrů může pevnost fatálně narušit a vést ke kolapsu. V praxi bychom tak potřebovali ještě nějaký pevnější materiál s dostatečnou redundancí. 

Nakonec ani samotný koncept vesmírného výtahu nemusí být ve skutečnosti o tolik praktičtější. Projekce udávají cenu za vynesení nákladu do vesmíru (na geostacionární dráhu) pomocí vesmírného výtahu na 220 dolarů za kilogram. Díky příchodu znovupoužitelných nosičů z dílny SpaceX (a řady jeho konkurentů) však tato suma už zdaleka není tak vábivá jako dekádu nazpět.

Zatímco raketoplány totiž vynášely kilogram za 15 tisíc dolarů, Falcon 9 se dostal zhruba na 400 dolarů za 1 kg (ač jen na nízkou oběžnou dráhu). Plně znovupoužitelné nosiče jako BFR nebo New Glenn slibují jít až na cifru 50 dolarů za 1 kg.

Je samozřejmě možné, že (podobně jako u raketoplánu) bude finální cena letu raketou vyšší, totéž je stejně tak pravděpodobné i u první generace vesmírného výtahu. Jeho vývoj, bezpečná konstrukce i pravidelná údržba budou zkrátka při délce 35 tisíc kilometrů (kvůli potřebě protizávaží vlastně ještě více) rozhodně klást značné nároky na rozpočet projektu.

Vzdálenost na geostacionární dráhu je shodou okolností podobná obvodu Země kolem rovníku. Představa, že někdo dnes podobně bezchybnou konstrukci vytvoří na Zemi, natož ve vesmíru, snad nejlépe ukazuje obří inženýrské i vědecké výzvy kosmického výtahu.

Je to podobné, jako kdybychom dnes přes Atlantis cestovali vlakem po superdlouhém mostě. Možná by to v součtu cenu jízdenky přes oceán snížilo – možná ale také, že letadla jsou pro tuto trasu rychlejší a cena letenky je udávána spíše poptávkou a nabídkou, než technologií. Alespoň do příchodu skutečné meziplanetární civilizace vyžadující pravidelný kosmický transport statisíců tun nákladu denně.

Spoléhat se především na flexibilnější raketové nosiče, tak nejspíše ještě dlouho bude daleko praktičtější. Křišťálovou kouli nemá nikdo – je ale pravděpodobné, že nejméně do konce století nebude vesmírný výtah stále fyzicky možné postavit. Zůstává pak otázkou, zdali po něm bude poptávka později. Efektivnější fyzikální motory, například využívající antihmotu, mohou být v daleké budoucnosti ještě výhodnější než dnešní chemické nosiče.

Potřeba pro vesmírný výtah tedy nemusí nikdy reálně vyvstat. Přesto nelze pokusy, jako je nynější japonský test, označit za zbytečné – vždycky existuje šance, že se díky nim podaří najít nečekaný průlom, který naše dosavadní předpoklady postaví na hlavu!