ascensor espacial

Un ascensor espacial , también conocido como puente espacial , escalera estelar o elevador orbital , es un tipo propuesto de sistema de transporte planeta-espacio, ^{[ 1 ]} frecuentemente representado en la ciencia ficción. El componente principal sería un cable (también llamado amarre ) anclado a la superficie y extendido hacia el espacio. Un ascensor espacial terrestre consistiría en un cable con un extremo unido a la superficie cerca del ecuador y el otro extremo unido a un contrapeso en el espacio más allá de la órbita geoestacionaria (35.786 km de altitud). Las fuerzas opuestas de la gravedad, que es más fuerte en el extremo inferior, y la fuerza centrífuga ascendente debida a la rotación de la Tierra ( es decir , la inercia del contrapeso que crea una tensión en el lado espacial), que es más fuerte en el extremo superior, harían que el cable se mantuviera erguido, bajo tensión y estacionario sobre una única posición en la Tierra. Con el amarre desplegado, los escaladores (o vehículos de arrastre) podrían ascender y descender repetidamente por el amarre mediante medios mecánicos, liberando su carga desde y hacia la órbita. ^{[ 2 ]} El diseño permitiría a los vehículos viajar directamente entre una superficie planetaria, como la de la Tierra, y la órbita, sin el uso de grandes cohetes .

La idea del ascensor espacial parece haberse desarrollado de forma independiente en diferentes épocas y lugares. Los primeros modelos se originaron con dos científicos rusos a finales del siglo XIX. En su colección de 1895, Sueños de la Tierra y el Cielo , ^{[ 3 ]} Konstantin Tsiolkovsky imaginó una enorme escalera celestial para alcanzar las estrellas como una forma de vencer la gravedad, ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} aunque el concepto de Tsiolkovsky era una torre, sostenida por el suelo en compresión, en lugar del concepto más reciente de ascensor espacial, que está suspendido desde arriba en forma de un fuerte cable mantenido en tensión.

Décadas más tarde, en 1960, Yuri Artsutanov desarrolló de forma independiente el concepto de un "Ferrocarril Cósmico", un ascensor espacial conectado desde un satélite en órbita a un ancla en el ecuador, con el objetivo de proporcionar una alternativa más segura y eficiente a los cohetes. ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} En 1966, el ingeniero y oceanógrafo John D. Isaacs y sus colegas desarrollaron el concepto del " Gancho Celestial ", proponiendo un satélite en órbita geoestacionaria con un cable que se extendía hasta la Tierra. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

El concepto de ascensor espacial se reinventó y perfeccionó en 1975, cuando Jerome Pearson comenzó a estudiar la idea, inspirado por el discurso de Arthur C. Clarke ante el Congreso en 1969. Tras trabajar como ingeniero para la NASA y el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea, desarrolló un diseño para una "Torre Orbital", destinada a aprovechar la energía rotacional de la Tierra para transportar suministros a la órbita terrestre baja. En su publicación en Acta Astronautica , ^{[ 12 ]} el cable sería más grueso a la altitud orbital geoestacionaria, donde la tensión es mayor, y más estrecho en los extremos para minimizar el peso. Propuso extender un contrapeso hasta 144 000 kilómetros (89 000 millas), ya que sin un contrapeso grande, el cable superior tendría que ser más largo debido a cómo cambian las fuerzas gravitatorias y centrífugas con la distancia a la Tierra. Su análisis incluyó la gravedad de la Luna, el viento y las cargas útiles móviles como factores. La construcción del ascensor habría requerido miles de viajes del transbordador espacial , aunque el material podría transportarse una vez que un filamento de resistencia mínima llegara al suelo o podría fabricarse en el espacio a partir de mineral de asteroides o de la Luna . Los hallazgos de Pearson, publicados en Acta Astronautica , llamaron la atención de Clarke y dieron lugar a consultas técnicas para la novela de ciencia ficción de Clarke, The Fountains of Paradise (1979), ^{[ 13 ]} que incluye un ascensor espacial. ^{[ 14 ] [ 15 ]} Pearson también señaló que la porción del ascensor espacial más allá de la órbita geoestacionaria se moverá más rápido que la velocidad orbital y, por lo tanto, podría usarse para lanzar naves espaciales a órbitas interplanetarias, utilizando la energía rotacional de la Tierra. ^{[ 12 ]} Un artículo posterior de Pearson señaló que se podría construir un ascensor espacial en la Luna, hasta los puntos de Lagrange Tierra-Luna EM L1 o EM L2. Dicho ascensor espacial lunar sería más largo que el ascensor espacial terrestre, pero no requeriría un material de tan alta resistencia a la tracción. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

La primera reunión de varios expertos que querían investigar esta alternativa a los vuelos espaciales tuvo lugar en la conferencia de la NASA de 1999 "Taller de infraestructura espacial avanzada sobre conceptos de ascensores espaciales con cable en órbita geoestacionaria" en Huntsville, Alabama, donde se discutieron los problemas relacionados con la fabricación y el despliegue de dicho ascensor espacial ^{[ 4 ] [ 18 ]} . En agosto de 2000, DV Smitherman, Jr., publicó los hallazgos bajo el título Space Elevators: An Advanced Earth-Space Infrastructure for the New Millennium , ^{[ 19 ]} concluyendo que el ascensor espacial no podría construirse durante al menos otros 50 años debido a las preocupaciones sobre el material del cable, su despliegue y su mantenimiento.

Bradley Edwards sugirió que una cinta delgada como el papel de un material compuesto de nanotubos de carbono podría resolver el problema de la resistencia de los materiales, debido a su alta resistencia a la tracción y bajo peso. ^{[ 20 ]} La forma de sección transversal propuesta, ancha y delgada como una cinta, en lugar de los conceptos anteriores de sección transversal circular, aumentaría la supervivencia contra impactos de meteoroides. Con el apoyo del Instituto de Conceptos Avanzados de la NASA (NIAC), su trabajo involucró a más de 20 instituciones y 50 participantes. ^{[ 21 ] : 2} Su Informe Final de Fase II, en combinación con el libro El Ascensor Espacial : Un Sistema Revolucionario de Transporte Tierra-Espacio ^{[ 22 ]} resumió los problemas en el diseño de un ascensor espacial, incluyendo el escenario de despliegue, el diseño del escalador, el sistema de suministro de energía, la evitación de desechos orbitales , el sistema de anclaje, la supervivencia al oxígeno atómico , la evitación de rayos y huracanes al ubicar el anclaje en el Pacífico ecuatorial occidental, los costos de construcción, el cronograma de construcción y los peligros ambientales. ^{[ 2 ]} Además, investigó la integridad estructural y las capacidades de carga de los cables de los ascensores espaciales, haciendo hincapié en su necesidad de alta resistencia a la tracción y resiliencia.

Para acelerar el desarrollo del ascensor espacial, los promotores habían organizado varias competiciones , similares al Premio Ansari X , para tecnologías relevantes. ^{[ 23 ] [ 24 ]} Entre ellas se encuentran Elevator:2010 , que organizó competiciones anuales para escaladores, cintas y sistemas de transmisión de energía desde 2005 hasta 2009, la competición Robogames Space Elevator Ribbon Climbing, ^{[ 25 ]} así como el programa Centennial Challenges de la NASA , que, en marzo de 2005, anunció una asociación con la Spaceward Foundation (operadora de Elevator:2010), elevando el valor total de los premios a 400 000 dólares estadounidenses. ^{[ 26 ] [ 27 ]} El primer European Space Elevator Challenge (EuSEC) para establecer una estructura de escalador tuvo lugar en agosto de 2011. ^{[ 28 ]}

En 2005, "el Grupo LiftPort de empresas de ascensores espaciales anunció que construirá una planta de fabricación de nanotubos de carbono en Millville, Nueva Jersey , para suministrar a varias empresas de vidrio, plástico y metal con estos materiales resistentes. Aunque LiftPort espera eventualmente usar nanotubos de carbono en la construcción de un ascensor espacial de 100 000 km (62 000 mi), esta medida le permitirá obtener ganancias a corto plazo y realizar investigación y desarrollo de nuevos métodos de producción". ^{[ 29 ]} Su objetivo anunciado era un lanzamiento de ascensor espacial en 2010. El 13 de febrero de 2006, el Grupo LiftPort anunció que, a principios del mismo mes, habían probado una milla de "cable de ascensor espacial" hecho de cuerdas compuestas de fibra de carbono y cinta de fibra de vidrio que medía 5 cm (2,0 in) de ancho y 1 mm (0,039 in) (aproximadamente 13 hojas de papel) de espesor, elevado con globos. ^{[ 30 ]} En abril de 2019, el director ejecutivo de Liftport, Michael Laine, admitió que se había avanzado poco en las ambiciosas metas de la compañía en materia de ascensores espaciales, incluso después de recibir más de 200 000 dólares en financiación inicial. La planta de fabricación de nanotubos de carbono que Liftport anunció en 2005 nunca se construyó. ^{[ 31 ]}

En 2007, Elevator:2010 organizó los Juegos del Ascensor Espacial de 2007, que ofrecieron premios de US$500,000 para cada una de las dos competiciones (US$1,000,000 en total), así como US$4,000,000 adicionales que se otorgarían durante los siguientes cinco años para tecnologías relacionadas con ascensores espaciales. ^{[ 32 ]} Ningún equipo ganó la competición, pero un equipo del MIT presentó el primer proyecto de 2 gramos (0,07 oz) de nanotubos de carbono al 100% en la competición. ^{[ 33 ]} Japón celebró una conferencia internacional en noviembre de 2008 para elaborar un cronograma para la construcción del ascensor. ^{[ 34 ]}

En 2012, la Corporación Obayashi anunció que podría construir un ascensor espacial para 2050 utilizando tecnología de nanotubos de carbono. ^{[ 35 ]} El diseño del ascensor de pasajeros podría alcanzar el nivel de la órbita geoestacionaria ecuatorial (GEO) después de un viaje de 8 días. ^{[ 36 ]} Se publicaron más detalles en 2016. ^{[ 37 ]}

En 2013, la Academia Internacional de Astronáutica publicó una evaluación de viabilidad tecnológica que concluyó que la mejora de capacidad crítica necesaria era el material del cable, que se proyectaba que alcanzaría la resistencia específica necesaria en 20 años. El estudio de cuatro años examinó múltiples facetas del desarrollo del ascensor espacial, incluyendo misiones, cronogramas de desarrollo, inversiones financieras, flujo de ingresos y beneficios. Se informó que sería posible sobrevivir operativamente a impactos menores y evitar impactos mayores, con meteoritos y desechos espaciales, y que el costo estimado de elevar un kilogramo de carga útil a GEO y más allá sería de $500. ^{[ 38 ] : 10–11, 207–208 [ 39 ]}

En 2014, el equipo de I+D de Evaluación Rápida de Google X comenzó a diseñar un ascensor espacial, y finalmente descubrió que nadie había fabricado aún una hebra de nanotubos de carbono perfectamente formada de más de un metro de longitud. Por lo tanto, pusieron el proyecto en "congelación profunda" y también siguen de cerca cualquier avance en el campo de los nanotubos de carbono. ^{[ 40 ]}

En 2019, la Academia Internacional de Astronáutica publicó "Camino a la era del ascensor espacial" ^{[ 41 ]} , un informe de estudio que resume la evaluación del ascensor espacial hasta el verano de 2018. La esencia es que un amplio grupo de profesionales del espacio se reunió y evaluó el estado del desarrollo del ascensor espacial, cada uno aportando su experiencia y llegando a conclusiones similares: que los ascensores espaciales terrestres parecen factibles, reforzando la conclusión del estudio de la IAA de 2013, y que el inicio del desarrollo del ascensor espacial está más cerca de lo que la mayoría piensa. Esta última conclusión se basa en un proceso potencial para fabricar grafeno monocristalino a macroescala ^{[ 42 ]} con una resistencia específica mayor que la de los nanotubos de carbono .

Uno de los desafíos más importantes en la fabricación de un ascensor espacial para la Tierra es la resistencia de los materiales utilizados en su construcción. Dado que la estructura debe diseñarse para ser lo suficientemente resistente como para soportar no solo su propio peso, sino también la carga útil que pueda transportar, la relación resistencia-peso, o resistencia específica , del material de construcción del ascensor debe ser extremadamente alta.

Desde 1959, la mayoría de las ideas para ascensores espaciales se han centrado en estructuras puramente de tensión , donde el peso del sistema se sostiene desde arriba mediante fuerzas centrífugas. En estos conceptos, un cable espacial se extiende desde una gran masa (el contrapeso) más allá de la órbita geoestacionaria hasta la Tierra. Esta estructura se mantiene en tensión entre la Tierra y el contrapeso como una plomada invertida . El grosor del cable se reduce en función de la tensión; alcanza su valor máximo en la órbita geoestacionaria y el mínimo en la Tierra.

El concepto es aplicable a otros planetas y cuerpos celestes . Para lugares del Sistema Solar con una gravedad menor que la de la Tierra (como la Luna o Marte ), los requisitos de resistencia y densidad para los materiales de los cables no son tan problemáticos. Los materiales disponibles actualmente (como el Kevlar ) son lo suficientemente resistentes y ligeros como para ser prácticos como material de amarre para ascensores en esos lugares. ^{[ 43 ]}

Los materiales disponibles actualmente no son lo suficientemente resistentes y ligeros como para que la construcción de un ascensor espacial terrestre sea factible en un futuro cercano. ^{[ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]} Algunas fuentes esperan que los avances futuros en nanotubos de carbono (CNT) puedan conducir a un diseño práctico. ^{[ 2 ] [ 19 ] [ 29 ]} Otras fuentes creen que los CNT nunca serán lo suficientemente resistentes. ^{[ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]} Posibles alternativas futuras a los nanotubos de carbono incluyen materiales como nanotubos de nitruro de boro , nanohilos de diamante , ^{[ 50 ] [ 51 ]} y grafeno monocristalino a macroescala . ^{[ 42 ]}

En 1979, los ascensores espaciales se dieron a conocer a un público más amplio con la publicación simultánea de la novela de Arthur C. Clarke , Las fuentes del paraíso , ^{[ 52 ]} en la que los ingenieros construyen un ascensor espacial en la cima de un pico de montaña en el país insular ficticio de "Taprobane" (vagamente basado en Sri Lanka , aunque trasladado al sur del Ecuador), y la primera novela de Charles Sheffield , La red entre los mundos , que también presenta la construcción de un ascensor espacial. Tres años más tarde, en la novela de Robert A. Heinlein de 1982, Viernes , el personaje principal menciona un desastre en el "Quito Sky Hook" y utiliza el "Nairobi Beanstalk" en el curso de sus viajes.

En la novela de Kim Stanley Robinson de 1993 , Marte Rojo , los colonos construyen un ascensor espacial en Marte que permite tanto la llegada de más colonos como el transporte de los recursos naturales extraídos hacia la Tierra. El libro de Larry Niven , Marte Arcoíris, describe un ascensor espacial construido en Marte. En la novela de David Gerrold de 2000, Saltando del Planeta , una excursión familiar por la "planta de habichuelas" de Ecuador resulta ser un secuestro de menores. El libro de Gerrold también examina algunas de las aplicaciones industriales de una tecnología de ascensores ya consolidada.

El concepto de un ascensor espacial, llamado Beanstalk , también aparece en la novela de John Scalzi de 2005, La guerra del viejo . En una versión biológica, la novela de Joan Slonczewski de 2011 , La frontera más alta, describe a un estudiante universitario ascendiendo en un ascensor espacial construido con cables autorreparables de bacilos de ántrax . Estas bacterias modificadas genéticamente pueden regenerar los cables cuando se cortan por desechos espaciales.

En la serie de ciencia ficción de 2021 , Fundación , el Imperio Galáctico ha construido un ascensor espacial llamado "Puente Estelar" en su planeta natal, Trantor .

La película de ciencia ficción de 2023, The Wandering Earth 2, incluye escenas en las que un ascensor espacial en funcionamiento es atacado por terroristas.

El cable de un ascensor espacial terrestre gira junto con la Tierra. Por lo tanto, el cable y los objetos sujetos a él experimentan una fuerza centrífuga ascendente que se opone a la fuerza gravitatoria descendente. Cuanto más alto se encuentre el objeto en el cable, menor será la atracción gravitatoria de la Tierra y mayor la fuerza centrífuga ascendente debida a la rotación, de modo que una mayor fuerza centrífuga se opone a una menor gravedad. La fuerza centrífuga y la gravedad se equilibran en la órbita geosíncrona ecuatorial (GEO). Por encima de la GEO, la fuerza centrífuga es mayor que la gravedad, lo que provoca que los objetos sujetos al cable ejerzan una fuerza de atracción ascendente sobre él. Dado que el contrapeso, por encima de la GEO, gira alrededor de la Tierra a una velocidad superior a la velocidad orbital natural para esa altitud, ejerce una fuerza centrífuga sobre el cable y, por lo tanto, mantiene todo el sistema en el aire.

La fuerza neta que actúa sobre los objetos sujetos al cable se denomina campo gravitatorio aparente . El campo gravitatorio aparente de los objetos sujetos es la gravedad (hacia abajo) menos la fuerza centrífuga (hacia arriba). La gravedad aparente que experimenta un objeto en el cable es cero en la órbita geoestacionaria (GEO), hacia abajo por debajo de la GEO y hacia arriba por encima de la GEO.

El campo gravitatorio aparente se puede representar de esta manera: ^{[ 53 ] : Tabla 1}

La fuerza descendente de la gravedad real disminuye con la altura:${\displaystyle g_{r}=-GM/r^{2}}$

La fuerza centrífuga ascendente debida a la rotación del planeta aumenta con la altura:${\displaystyle a=\omega ^{2}r}$

En conjunto, el campo gravitatorio aparente es la suma de ambos:

${\displaystyle g=-{\frac {GM}{r^{2}}}+\omega ^{2}r}$

dónde

En algún punto del cable, los dos términos (gravedad hacia abajo y fuerza centrífuga hacia arriba) son iguales y opuestos. Los objetos fijados al cable en ese punto no ejercen peso sobre él. Esta altitud (r ₁ ) depende de la masa del planeta y su velocidad de rotación. Igualando la gravedad real a la aceleración centrífuga se obtiene: ^{[ 53 ] : p. 126}

${\displaystyle r_{1}=\left({\frac {GM}{\omega ^{2}}}\right)^{\frac {1}{3}}}$

Esto equivale a 35.786 km (22.236 millas) sobre la superficie terrestre, la altitud de la órbita geoestacionaria. ^{[ 53 ] : Tabla 1}

En el cable por debajo de la órbita geoestacionaria, la gravedad hacia abajo sería mayor que la fuerza centrífuga hacia arriba, por lo que la gravedad aparente atraería hacia abajo los objetos sujetos al cable. Cualquier objeto liberado del cable por debajo de ese nivel aceleraría inicialmente hacia abajo a lo largo del cable. Luego, gradualmente, se desviaría hacia el este alejándose del cable. En el cable por encima del nivel de la órbita estacionaria, la fuerza centrífuga hacia arriba sería mayor que la gravedad hacia abajo, por lo que la gravedad aparente atraería hacia arriba los objetos sujetos al cable . Cualquier objeto liberado del cable por encima del nivel geosíncrono aceleraría inicialmente hacia arriba a lo largo del cable. Luego, gradualmente, se desviaría hacia el oeste alejándose del cable.

Históricamente, el principal problema técnico se ha considerado la capacidad del cable para soportar, bajo tensión, su propio peso por debajo de cualquier punto dado. La mayor tensión en un cable de ascensor espacial se produce en la órbita geoestacionaria, a 35 786 km (22 236 millas) sobre el ecuador terrestre. Esto significa que el material del cable, junto con su diseño, debe ser lo suficientemente resistente para soportar su propio peso desde la superficie hasta los 35 786 km (22 236 millas). Un cable con una sección transversal más gruesa a esa altura que en la superficie podría soportar mejor su propio peso a lo largo de una mayor longitud. Por lo tanto, la forma en que la sección transversal disminuye desde el máximo a 35 786 km (22 236 millas) hasta el mínimo en la superficie es un factor de diseño importante para un cable de ascensor espacial.

Varios perfiles cónicos con diferentes parámetros de material.

Para maximizar la resistencia excedente utilizable para una cantidad dada de material de cable, el área de la sección transversal del cable debería diseñarse en su mayor parte de manera que la tensión (es decir, la tensión por unidad de área de sección transversal) sea constante a lo largo de la longitud del cable. ^{[ 53 ] [ 54 ]} El criterio de tensión constante es un punto de partida en el diseño del área de la sección transversal del cable ya que cambia con la altitud. Otros factores considerados en diseños más detallados incluyen el engrosamiento en altitudes donde hay más basura espacial presente, la consideración de las tensiones puntuales impuestas por los escaladores y el uso de materiales variados. Para tener en cuenta estos y otros factores, los diseños detallados modernos buscan lograr el mayor margen de seguridad posible, con la menor variación posible en altitud y tiempo. ^{[ 22 ]} En diseños simples de punto de partida, eso equivale a tensión constante.

Para un cable de tensión constante sin margen de seguridad, el área de la sección transversal en función de la distancia al centro de la Tierra viene dada por la siguiente ecuación: ^{[ 53 ]}

${\displaystyle A(r)=A_{s}\exp \left[{\frac {\rho gR^{2}}{T}}\left({\frac {1}{R}}+{\frac {R^{2}}{2R_{g}^{3}}}-{\frac {1}{r}}-{\frac {r^{2}}{2R_{g}^{3}}}\right)\right]}$

dónde

${\displaystyle g}$es la aceleración gravitacional en la superficie de la Tierra (m·s ⁻² ),

${\displaystyle A_{s}}$es el área de la sección transversal del cable en la superficie terrestre (m ² ),

${\displaystyle \rho }$es la densidad del material utilizado para el cable (kg·m ⁻³ ),

${\displaystyle R}$es el radio ecuatorial de la Tierra,

${\displaystyle R_{g}}$es el radio de la órbita geosíncrona,

${\displaystyle T}$es la tensión que el área de la sección transversal puede soportar sin ceder (N·m ⁻² ), su límite elástico.

El margen de seguridad se puede calcular dividiendo T por el factor de seguridad deseado. ^{[ 53 ]}

Utilizando la fórmula anterior, se puede calcular la relación entre la sección transversal en órbita geoestacionaria y la sección transversal en la superficie terrestre, conocida como relación de conicidad: ^{[ nota 1 ]}

${\displaystyle A(R_{g})/A_{s}=\exp \left[{\frac {\rho }{T}}\times 4.85\times 10^{7}\right]}$

La relación de conicidad se vuelve muy grande a menos que la resistencia específica del material utilizado se aproxime a 48 (MPa)/(kg/m³ ⁾ . Los materiales de baja resistencia específica requieren relaciones de conicidad muy grandes, lo que equivale a una masa total del cable grande (o astronómica) con costos asociados elevados o imposibles.

La resistencia específica es de fundamental importancia en la descripción de los materiales de los cables. El Consorcio Internacional del Ascensor Espacial ha propuesto una unidad llamada "Yuri", en honor a Yuri Artsutanov , para describir la tensión de fluencia (o tensión de rotura) por unidad de densidad de un material bajo tensión. Un Yuri equivale a 1 Pa⋅m³ /kg o 1 N⋅m/kg ^, que  es la fuerza de rotura/fluencia por densidad lineal del cable bajo tensión. ^{[ 55 ] [ 56 ]} Un ascensor espacial terrestre funcional requeriría un cable de 30 a 80 megaYuri (correspondiente a 3100 a 8200 km de longitud de rotura). ^{[ 57 ]}

Se han propuesto diversos diseños de ascensores espaciales para numerosos cuerpos planetarios. Casi todos incluyen una estación base, un cable, escaladores y un contrapeso. En un ascensor espacial terrestre, la rotación de la Tierra genera una fuerza centrífuga ascendente sobre el contrapeso. Este se mantiene en su lugar gracias al cable, que a su vez lo mantiene tenso. La estación base ancla todo el sistema a la superficie terrestre. Los escaladores suben y bajan por el cable transportando la carga.

Un concepto para la estación base/ancla sería una estación móvil, como grandes buques oceánicos u otras plataformas móviles. Las estaciones base móviles tendrían la ventaja sobre los conceptos estacionarios (con anclas terrestres) de poder maniobrar para evitar vientos fuertes, tormentas y desechos espaciales . Los puntos de anclaje oceánicos también suelen estar en aguas internacionales , lo que simplifica y reduce el costo de negociar el uso del territorio para la estación base. ^{[ 2 ]}

Las plataformas terrestres fijas tendrían un acceso logístico más sencillo y menos costoso a la base. También tendrían la ventaja de poder estar a gran altitud, como en la cima de las montañas. En un concepto alternativo, la estación base podría ser una torre, formando un ascensor espacial que comprende tanto una torre de compresión cerca de la superficie como una estructura de cable a mayor altitud. ^{[ 6 ]} La combinación de una estructura de compresión con una estructura de tensión reduciría las cargas de la atmósfera en el extremo terrestre del cable y reduciría la distancia en el campo gravitatorio terrestre que el cable necesita extenderse, y por lo tanto reduciría los requisitos críticos de resistencia a densidad para el material del cable, en igualdad de condiciones.

Un cable de ascensor espacial tendría que soportar su propio peso, así como el peso adicional de los escaladores. La resistencia requerida del cable variaría a lo largo de su longitud. Esto se debe a que, en distintos puntos, tendría que soportar el peso del cable inferior o proporcionar una fuerza descendente para sujetar el cable y el contrapeso superior. La tensión máxima en un cable de ascensor espacial se produciría a la altitud geosíncrona, por lo que el cable tendría que ser más grueso allí y estrecharse a medida que se acerca a la Tierra. Cualquier diseño potencial de cable puede caracterizarse por el factor de estrechamiento: la relación entre el radio del cable a la altitud geosíncrona y en la superficie terrestre. ^{[ 58 ]}

El cable tendría que estar hecho de un material con una alta relación resistencia a la tracción/densidad . Por ejemplo, el diseño del ascensor espacial de Edwards asume un material de cable con una resistencia a la tracción de al menos 100 gigapascales . ^{[ 2 ]} Dado que Edwards asumió consistentemente que la densidad de su cable de nanotubos de carbono era de 1300 kg/m³ ^, [ ^{20 ] eso} implica una resistencia específica de 77 megapascales/(kg/m³ ⁾ . Este valor toma en consideración el peso total del ascensor espacial. Un cable de ascensor espacial sin conicidad necesitaría un material capaz de soportar una longitud de 4960 kilómetros (3080 millas) de su propio peso a nivel del mar para alcanzar una altitud geoestacionaria de 35 786 km (22 236 millas) sin ceder. ^{[ 59 ]} Por lo tanto, se necesita un material con muy alta resistencia y ligereza.

En comparación, metales como el titanio, el acero o las aleaciones de aluminio tienen longitudes de rotura de solo 20–30 km (0,2–0,3 MPa/(kg/m³ ⁾ ). Los materiales de fibra modernos , como el kevlar , la fibra de vidrio y la fibra de carbono/grafito, tienen longitudes de rotura de 100–400 km (1,0–4,0 MPa/(kg/m³ ⁾ ). Se espera que los materiales nanoestructurados, como los nanotubos de carbono y, más recientemente, las cintas de grafeno (láminas bidimensionales perfectas de carbono), tengan longitudes de rotura de 5000–6000 km (50–60 MPa/(kg/m³ ⁾ ) y, además, sean capaces de conducir energía eléctrica.

Para un ascensor espacial en la Tierra, con su gravedad relativamente alta, el material del cable tendría que ser más resistente y ligero que los materiales disponibles actualmente. ^{[ 60 ]} Por esta razón, se ha puesto énfasis en el desarrollo de nuevos materiales que cumplan con el exigente requisito de resistencia específica. Para una alta resistencia específica, el carbono tiene ventajas porque es solo el sexto elemento en la tabla periódica . El carbono tiene relativamente pocos protones y neutrones , que contribuyen a la mayor parte del peso muerto de cualquier material. La mayoría de las fuerzas de enlace interatómico de cualquier elemento son aportadas solo por los pocos electrones externos . Para el carbono, la resistencia y estabilidad de esos enlaces es alta en comparación con la masa del átomo. El desafío en el uso de nanotubos de carbono sigue siendo extender a tamaños macroscópicos la producción de dicho material que aún sea perfecto a escala microscópica (ya que los defectos microscópicos son los principales responsables de la debilidad del material). ^{[ 60 ] [ 61 ] [ 62 ]} A partir de 2014, la tecnología de nanotubos de carbono permitió cultivar tubos de hasta unas pocas décimas de metro. ^{[ 63 ]}

En 2014, se sintetizaron por primera vez nanofibras de diamante . ^{[ 50 ]} Debido a que poseen propiedades de resistencia similares a las de los nanotubos de carbono, las nanofibras de diamante también se consideraron rápidamente como un material candidato para cables. ^{[ 51 ]}

Un ascensor espacial no puede ser un ascensor en el sentido tradicional (con cables móviles) debido a que el cable debe ser considerablemente más ancho en el centro que en los extremos. Si bien se han propuesto varios diseños que emplean cables móviles, la mayoría de los diseños de cables requieren que el "ascensor" ascienda por un cable fijo.

Los sistemas de sujeción para cables abarcan una amplia gama de diseños. En los ascensores cuyos cables son cintas planas, la mayoría propone utilizar pares de rodillos para sujetar el cable por fricción.

Sería necesario espaciar el ascenso de los escaladores en momentos óptimos para minimizar la tensión y las oscilaciones del cable y maximizar el rendimiento. Se podría enviar a escaladores más ligeros con mayor frecuencia, con varios ascendiendo simultáneamente. Esto aumentaría ligeramente el rendimiento, pero reduciría la masa de cada carga útil individual. ^{[ 64 ]}

La velocidad horizontal, debida a la rotación orbital, de cada parte del cable aumenta con la altitud, proporcional a la distancia desde el centro de la Tierra, alcanzando una velocidad orbital baja en un punto que se encuentra aproximadamente al 66 % de la altura entre la superficie y la órbita geoestacionaria, o a una altura de unos 23 400 km. Una carga útil liberada en este punto entraría en una órbita elíptica altamente excéntrica, manteniéndose apenas fuera de la reentrada atmosférica, con el periapsis a la misma altitud que la órbita terrestre baja (LEO) y el apoapsis a la altura de liberación. Con el aumento de la altura de liberación, la órbita se volvería menos excéntrica a medida que aumentan tanto el periapsis como el apoapsis, volviéndose circular al nivel geoestacionario. ^{[ 65 ] [ 66 ]}

Cuando la carga útil alcanza la órbita geoestacionaria (GEO), su velocidad horizontal coincide exactamente con la de una órbita circular a esa altitud, de modo que, si se libera, permanecería cerca de ese punto del cable. La carga útil también puede seguir ascendiendo por el cable más allá de la GEO, lo que le permite alcanzar una mayor velocidad al ser liberada. Si se libera desde 100 000 km, la carga útil tendría la velocidad suficiente para alcanzar el cinturón de asteroides. ^{[ 12 ] [ 22 ]}

Cuando una carga útil asciende por un ascensor espacial, gana no solo altitud, sino también velocidad horizontal (momento angular). Este momento angular se obtiene de la rotación de la Tierra. A medida que la carga asciende, inicialmente se mueve más despacio que cada tramo de cable que encuentra. Esta es la fuerza de Coriolis : la carga ejerce una fuerza de arrastre (hacia el oeste) sobre el cable a medida que asciende, lo que disminuye ligeramente la velocidad de rotación de la Tierra. El proceso opuesto ocurre con las cargas útiles que descienden: el cable se inclina hacia el este, aumentando así ligeramente la velocidad de rotación de la Tierra.

El efecto general de la fuerza centrífuga que actúa sobre el cable provocaría que este intentara constantemente regresar a la orientación vertical energéticamente favorable, de modo que, tras elevar un objeto con el cable, el contrapeso oscilaría hacia la vertical, de forma similar a un péndulo. ^{[ 64 ]} Los ascensores espaciales y sus cargas se diseñarían de manera que el centro de masa se mantuviera siempre lo suficientemente por encima del nivel de la órbita geoestacionaria ^{[ 67 ]} para sostener todo el sistema. Las operaciones de elevación y descenso deberían planificarse cuidadosamente para mantener bajo control el movimiento pendular del contrapeso alrededor del punto de anclaje. ^{[ 68 ]}

La velocidad del escalador estaría limitada por la fuerza de Coriolis, la potencia disponible y la necesidad de asegurar que la fuerza de aceleración del escalador no rompa el cable. Los escaladores también necesitarían mantener una velocidad media mínima para mover el material hacia arriba y hacia abajo de forma económica y rápida. ^{[ 69 ]} A la velocidad de un coche o tren muy rápido de 300 km/h (190 mph) se tardarían unos 5 días en ascender a la órbita geoestacionaria. ^{[ 70 ]}

Tanto la potencia como la energía son cuestiones importantes para los escaladores: estos necesitarían obtener una gran cantidad de energía potencial lo más rápido posible para despejar el cable y permitir el paso de la siguiente carga útil.

Se han propuesto diversos métodos para proporcionar energía al escalador:

• Transfiere la energía al escalador mediante transferencia inalámbrica de energía mientras está escalando.
• Transfiere la energía al escalador a través de alguna estructura material mientras está escalando.
• Almacenar la energía en el escalador antes de que comience requiere una energía específica extremadamente alta , como la energía nuclear.
• Energía solar: después de los primeros 40 km es posible utilizar energía solar para alimentar al escalador ^{[ 71 ].}

La transferencia de energía inalámbrica, como la transmisión de energía láser, se considera actualmente el método más probable, utilizando láseres de electrones libres o de estado sólido de megavatios de potencia en combinación con espejos adaptativos de aproximadamente 10 m (33 pies) de ancho y un conjunto fotovoltaico en el trepador sintonizado a la frecuencia del láser para lograr eficiencia. ^{[ 2 ]} Para los diseños de trepadores alimentados por transmisión de energía, esta eficiencia es un objetivo de diseño importante. La energía no utilizada tendría que ser reirradiada con sistemas de disipación de calor, lo que aumenta el peso.

Yoshio Aoki, profesor de ingeniería de maquinaria de precisión en la Universidad de Nihon y director de la Asociación Japonesa de Ascensores Espaciales, sugirió incluir un segundo cable y utilizar la conductividad de los nanotubos de carbono para proporcionar energía. ^{[ 34 ]}

Se han propuesto varias soluciones para actuar como contrapeso:

• un asteroide pesado capturado ^{[ 5 ] [ 72 ]}
• un muelle espacial , estación espacial o puerto espacial situado más allá de la órbita geoestacionaria
• una extensión adicional hacia arriba del propio cable de modo que la fuerza de tracción neta hacia arriba sea la misma que la de un contrapeso equivalente.
• escaladores usados ​​estacionados que se habían utilizado para engrosar el cable durante la construcción, otros desechos y material levantado del cable con el propósito de aumentar el contrapeso. ^{[ 22 ]}

Extender el cable tiene la ventaja de simplificar la tarea y de que una carga útil que llegara al final del cable con contrapeso adquiriría una velocidad considerable con respecto a la Tierra, lo que permitiría lanzarla al espacio interplanetario. Su desventaja radica en la necesidad de producir mayores cantidades de material para el cable, en lugar de utilizar cualquier material disponible con masa.

Como señaló Pearson, ^{[ 12 ]} un ascensor espacial también podría usarse para lanzar una nave espacial más lejos, aprovechando la fuerza centrífuga de la rotación de la Tierra. Por ejemplo, un objeto unido a un ascensor espacial a un radio de aproximadamente 53 100 km estaría a velocidad de escape al ser liberado. Las órbitas de transferencia a los puntos lagrangianos L1 y L2 podrían alcanzarse mediante la liberación a 50 630 y 51 240 km, respectivamente, y la transferencia a la órbita lunar desde 50 960 km. ^{[ 73 ]}

Al final del cable de Pearson, de 144 000 km (89 000 millas), la velocidad tangencial es de 10,93 kilómetros por segundo (6,79 millas/s). Esto es más que suficiente para escapar del campo gravitatorio de la Tierra y enviar sondas al menos hasta Júpiter . Una vez en Júpiter, una maniobra de asistencia gravitatoria podría permitir alcanzar la velocidad de escape solar. ^{[ 12 ] [ 53 ]}

También se podría construir un ascensor espacial en otros planetas, asteroides y lunas.

Un cable marciano podría ser mucho más corto que uno terrestre. La gravedad superficial de Marte es el 38 por ciento de la de la Tierra, mientras que rota sobre su eje en aproximadamente el mismo tiempo que la Tierra. Debido a esto, la órbita estacionaria de Marte está mucho más cerca de la superficie, y por lo tanto el ascensor podría ser mucho más corto. Los materiales actuales ya son suficientemente resistentes para construir un ascensor de este tipo. ^{[ 74 ]} La construcción de un ascensor marciano se complicaría por la luna marciana Fobos , que se encuentra en una órbita baja e intersecta el ecuador regularmente (dos veces por cada período orbital de 11 h 6 min). Fobos y Deimos podrían interponerse en el camino de un ascensor espacial areoestacionario; por otro lado, podrían aportar recursos útiles para el proyecto. Se proyecta que Fobos contiene grandes cantidades de carbono. Si los nanotubos de carbono se vuelven viables como material para un cable, habrá abundancia de carbono cerca de Marte. Esto podría proporcionar recursos fácilmente disponibles para la futura colonización de Marte.

Fobos está en rotación síncrona : un lado siempre mira hacia su planeta principal, Marte. Un ascensor espacial que se extendiera 6000 km desde ese lado interior terminaría a unos 28 kilómetros sobre la superficie marciana , justo fuera de las partes más densas de la atmósfera de Marte . Un cable similar que se extendiera 6000 km en la dirección opuesta contrarrestaría al primero, de modo que el centro de masa de este sistema permanezca en Fobos. En total, el ascensor espacial se extendería a lo largo de 12 000 km, lo que estaría por debajo de la órbita areoestacionaria de Marte (17 032 km). Aún se necesitaría un lanzamiento de cohete para llevar el cohete y la carga al inicio del ascensor espacial, a 28 km sobre la superficie. La superficie de Marte gira a 0,25 km/s en el ecuador y la base del ascensor espacial giraría alrededor de Marte a 0,77 km/s, por lo que solo se necesitarían 0,52 km/s (1872 km/h) de Delta-v para llegar al ascensor espacial. Fobos orbita a 2,15 km/s y la parte más externa del ascensor espacial rotaría alrededor de Marte a 3,52 km/s. ^{[ 75 ] [ 76 ]}

La Luna es una ubicación potencial para un ascensor espacial lunar , especialmente porque la resistencia específica requerida para el cable es lo suficientemente baja como para usar materiales actualmente disponibles. La Luna no rota lo suficientemente rápido como para que un ascensor sea sostenido por la fuerza centrífuga (la proximidad de la Tierra significa que no hay una órbita lunar estacionaria efectiva), pero las fuerzas gravitatorias diferenciales significan que un ascensor podría construirse a través de puntos de Lagrange . ^{[ 16 ]} Un ascensor en la cara visible se extendería a través del punto L1 Tierra-Luna desde un punto de anclaje cerca del centro de la parte visible de la Luna: la longitud de dicho ascensor debe exceder la altitud máxima L1 de 59 548 km, y sería considerablemente más largo para reducir la masa del contrapeso del ápice requerido. ^{[ 77 ]} Un ascensor lunar en la cara oculta pasaría por el punto de Lagrange L2 y necesitaría ser más largo que en la cara visible; nuevamente, la longitud del cable depende de la masa del anclaje del ápice elegida, pero también podría hacerse con materiales de ingeniería existentes. ^{[ 77 ]}

Los asteroides o lunas que giran rápidamente podrían usar cables para expulsar materiales a puntos convenientes, como las órbitas terrestres; ^{[ 80 ]} o, a la inversa, para expulsar materiales y enviar una porción de la masa del asteroide o luna a la órbita terrestre o a un punto lagrangiano . Freeman Dyson , físico y matemático, sugirió usar sistemas más pequeños como generadores de energía en puntos alejados del Sol donde la energía solar no es rentable.

Según Francis Graham, de la Universidad Estatal de Kent, se podría construir un ascensor espacial utilizando materiales de ingeniería actualmente disponibles entre mundos con rotación sincrónica, como Plutón y Caronte o los componentes del asteroide binario 90 Antiope , sin desconexión en el extremo. ^{[ 81 ]} Sin embargo, se deben utilizar cables de longitud variable enrollados debido a la elipticidad de las órbitas.

La construcción de un ascensor espacial requeriría la reducción de ciertos riesgos técnicos. Se necesitan avances en ingeniería, fabricación y tecnología física. ^{[ 2 ]} Una vez construido el primer ascensor espacial, el segundo y todos los demás se beneficiarían de la experiencia de los anteriores, lo que reduciría considerablemente sus costos. Estos ascensores espaciales posteriores también se beneficiarían de la gran reducción del riesgo técnico lograda con la construcción del primero. ^{[ 2 ]}

Antes del trabajo de Edwards en 2000, ^{[ 20 ]} la mayoría de los conceptos para construir un ascensor espacial contemplaban la fabricación del cable en el espacio. Esto se consideraba necesario para un objeto tan grande y largo, así como para un contrapeso de tal magnitud. La fabricación del cable en el espacio se realizaría, en principio, utilizando un asteroide u objeto cercano a la Tierra como material de partida. ^{[ 19 ] [ 82 ]} Estos conceptos iniciales de construcción requerían una gran infraestructura espacial preexistente para maniobrar un asteroide hasta su órbita alrededor de la Tierra. También requerían el desarrollo de tecnologías para la fabricación en el espacio de grandes cantidades de materiales de alta precisión. ^{[ 38 ] : 326}

Desde 2001, la mayor parte del trabajo se ha centrado en métodos de construcción más simples que requieren infraestructuras espaciales mucho más pequeñas. Conciben el lanzamiento de un cable largo en una bobina grande, seguido de su despliegue en el espacio. ^{[ 2 ] [ 20 ] [ 38 ] : 326} La bobina se estacionaría inicialmente en una órbita geoestacionaria sobre el punto de anclaje planeado. Un cable largo se dejaría caer "hacia abajo" (hacia la Tierra) y se equilibraría con una masa que se dejaría caer "hacia arriba" (alejándose de la Tierra) para que todo el sistema permaneciera en la órbita geosíncrona. Los diseños anteriores imaginaban que la masa de equilibrio sería otro cable (con contrapeso) que se extendía hacia arriba, con la bobina principal permaneciendo en el nivel original de la órbita geosíncrona. La mayoría de los diseños actuales elevan la bobina misma a medida que se desenrolla el cable principal, un proceso más simple. Cuando el extremo inferior del cable sea lo suficientemente largo como para llegar a la superficie de la Tierra (en el ecuador), se anclaría. Una vez anclado, el centro de masa se elevaría (añadiendo masa en el extremo superior o extendiendo más cable). Esto aumentaría la tensión en todo el cable, que podría utilizarse como cable de ascensor.

Un plan de construcción utiliza cohetes convencionales para colocar un cable semilla inicial de "tamaño mínimo" de tan solo 19 800 kg. ^{[ 2 ]} Esta primera cinta, muy pequeña, sería suficiente para soportar al primer escalador de 619 kg. Los primeros 207 escaladores transportarían y conectarían más cable al original, aumentando su área de sección transversal y ensanchando la cinta inicial hasta unos 160 mm de ancho en su punto más ancho. El resultado sería un cable de 750 toneladas con una capacidad de elevación de 20 toneladas por escalador.

Para los primeros sistemas, los tiempos de tránsito desde la superficie hasta el nivel de la órbita geoestacionaria serían de aproximadamente cinco días. En estos primeros sistemas, el tiempo empleado en atravesar los cinturones de radiación de Van Allen sería suficiente como para que los pasajeros necesitaran protección contra la radiación mediante blindaje, lo que aumentaría la masa del módulo de ascenso y disminuiría la carga útil. ^{[ 83 ]}

Un ascensor espacial representaría un peligro para la navegación, tanto para aeronaves como para naves espaciales. Las aeronaves podrían ser desviadas por restricciones de control de tráfico aéreo . Todos los objetos en órbitas estables cuyo perigeo esté por debajo de la altitud máxima del cable y que no estén sincronizados con él, eventualmente impactarían el cable, a menos que se tomen medidas para evitarlo. Una posible solución propuesta por Edwards es utilizar un ancla móvil (un ancla marina) para permitir que el cable "esquive" cualquier basura espacial lo suficientemente grande como para ser rastreada. ^{[ 2 ]}

Los impactos de objetos espaciales como meteoroides, micrometeoritos y desechos artificiales en órbita representan otra limitación de diseño para el cable. Este debería diseñarse para esquivar los desechos o absorber el impacto de pequeños fragmentos sin romperse.

Con un ascensor espacial, los materiales podrían enviarse a órbita a una fracción del costo actual. A partir de 2022, los diseños de cohetes convencionales costaban alrededor de US$12,125 por kilogramo (US$5,500 por libra ) para la transferencia a órbita geoestacionaria. ^{[ 84 ]} Las propuestas actuales de ascensores espaciales prevén precios de carga útil que comienzan en tan solo US$220 por kilogramo (US$100 por libra ), ^{[ 85 ]} similar a las estimaciones de US$5–US$300/kg del Launch Loop , pero superior a los US$310/tonelada a una órbita de 500 km citados al Dr. Jerry Pournelle para un sistema de dirigible orbital. ^{[ 86 ]}

Philip Ragan, coautor del libro Abandonando el planeta en ascensor espacial , afirma que "El primer país en desplegar un ascensor espacial tendrá una ventaja de costos del 95 por ciento y podría controlar potencialmente todas las actividades espaciales". ^{[ 87 ]}

El Consorcio Internacional del Ascensor Espacial (ISEC) es una corporación estadounidense sin fines de lucro 501(c)(3) ^{[ 88 ]} formada para promover el desarrollo, la construcción y la operación de un ascensor espacial como "una forma revolucionaria y eficiente de llegar al espacio para toda la humanidad". ^{[ 89 ]} Se formó después de la Conferencia del Ascensor Espacial en Redmond, Washington, en julio de 2008 y se convirtió en una organización afiliada a la Sociedad Espacial Nacional ^{[ 90 ]} en agosto de 2013. ^{[ 89 ]} ISEC organiza una conferencia anual sobre ascensores espaciales en el Museo del Vuelo de Seattle . ^{[ 91 ] [ 92 ] [ 93 ]}

ISEC se coordina con las otras dos sociedades importantes centradas en ascensores espaciales: la Asociación Japonesa de Ascensores Espaciales ^{[ 94 ]} y EuroSpaceward. ^{[ 95 ]} ISEC apoya simposios y presentaciones en la Academia Internacional de Astronáutica ^{[ 96 ]} y el Congreso de la Federación Internacional de Astronáutica ^{[ 97 ]} cada año.

El concepto convencional actual de un "ascensor espacial" ha evolucionado desde una estructura estática compresiva que alcanza el nivel de la órbita geoestacionaria (GEO), hasta la idea moderna de una estructura estática tensada anclada al suelo y que se extiende muy por encima de la GEO. En el uso actual por parte de los profesionales (y en este artículo), un "ascensor espacial" se refiere al tipo Tsiolkovsky-Artsutanov-Pearson, tal como lo considera el Consorcio Internacional de Ascensores Espaciales. Este tipo convencional es una estructura estática fija al suelo que se extiende en el espacio lo suficientemente alto como para que la carga pueda ascender desde el suelo hasta un nivel donde una simple liberación la colocará en órbita . ^{[ 98 ]}

Algunos conceptos relacionados con esta base moderna no suelen denominarse "Ascensor Espacial", pero son similares en algún aspecto y a veces sus defensores los llaman así. Por ejemplo, Hans Moravec publicó en 1977 un artículo titulado "Un gancho orbital no síncrono " que describía un concepto que utilizaba un cable giratorio. ^{[ 99 ]} La velocidad de rotación coincidiría exactamente con la velocidad orbital, de tal manera que la velocidad de la punta en el punto más bajo sería cero en comparación con el objeto que se va a "elevar". Este sistema sujetaría dinámicamente y luego "elevaría" objetos que vuelan a gran altitud a la órbita o objetos que orbitan a baja altitud a una órbita superior.

El concepto original imaginado por Tsiolkovsky era una estructura de compresión, similar a un mástil aéreo . Si bien tales estructuras podrían alcanzar el espacio (100 km, 62 mi), es improbable que lleguen a la órbita geoestacionaria. Se ha sugerido el concepto de una torre Tsiolkovsky combinada con un cable de ascensor espacial clásico (que llegaría por encima del nivel de la GEO). ^{[ 6 ]} Otras ideas utilizan torres de compresión muy altas para reducir las exigencias sobre los vehículos de lanzamiento. ^{[ 100 ]} El vehículo se "eleva" hasta la torre, que puede extenderse hasta por encima de la atmósfera , y se lanza desde la cima. Varios investigadores han propuesto una torre tan alta para acceder a altitudes cercanas al espacio de 20 km (12 mi). ^{[ 100 ] [ 101 ] [ 102 ]}

El aerovator es un concepto inventado por un grupo de Yahoo que discutía sobre ascensores espaciales, e incluido en un libro de 2009 sobre ascensores espaciales. Consistiría en una cinta de más de 1000 km de longitud que se extendería diagonalmente hacia arriba desde un centro a nivel del suelo y luego se nivelaría hasta volverse horizontal. Las aeronaves tirarían de la cinta mientras vuelan en círculo, lo que provocaría que la cinta girara alrededor del centro una vez cada 13 minutos, con su extremo desplazándose a 8 km/s. La cinta se mantendría en el aire mediante una combinación de sustentación aerodinámica y fuerza centrífuga. Las cargas útiles ascenderían por la cinta y luego serían lanzadas desde el extremo de alta velocidad hacia la órbita. ^{[ 103 ]}

Otros conceptos para el lanzamiento espacial sin cohetes relacionados con un ascensor espacial (o partes de un ascensor espacial) incluyen un anillo orbital , una fuente espacial , un bucle de lanzamiento , un gancho espacial , un cable espacial y un "SpaceShaft" flotante. ^{[ 104 ]}

• Ascensor por gravedad
• Anillo orbital

• The Economist: A la espera del ascensor espacial (8 de junio de 2006 – se requiere suscripción)
• Peculiaridades y rarezas de la radio CBC, 3 de noviembre de 2001: Viajando en el ascensor espacial.
• Times of London Online: Subiendo... y el siguiente piso es el espacio exterior.
• El ascensor espacial: ¿un experimento mental o la clave del universo? Archivado el 1 de febrero de 2020 en Wayback Machine . Por Sir Arthur C. Clarke. Discurso pronunciado en el XXX Congreso Internacional de Astronáutica, Múnich, 20 de septiembre de 1979.
• Sitio web del Consorcio Internacional de Ascensores Espaciales
• Entrada sobre el ascensor espacial en la Enciclopedia de la Ciencia Ficción.