Se for deg et hult tårn med papirtynne vegger. Nå kan du se det laget av verdens letteste og sterkeste materiale - kanskje nanokarbon- eller grafenfiber - med sider som er 12 mil brede og 22 000 mil høye. Transportbiler klatrer opp og nedover ansiktene, til og fra geosynkron bane.
Det du skildrer er en heis til verdensrommet - som beskrevet av Sir Arthur C. Clarke i sin science fiction-roman The Fountain of Paradise fra 1979 .
Clarkes bok var den første populære beretningen om en idé beskrevet i 1895 av den russiske forskeren Konstantin Tsiolkovsky, som så for seg et "himmelsk slott" i rommet bundet til jorden av et massivt tårn. I 1960 beskrev en russisk ingeniør, Yuri Artsutanov, en mer moderne versjon. Det var først i 1975, da en ingeniør ved navn Jerome Pearson publiserte en teknisk artikkel om konseptet, at ideen om en heis til verdensrommet vakte noen virkelig oppmerksomhet. Clarke trakk sterkt på Pearsons ekspertise for å skrive boken.
Den nye dokumentarfilmen Sky Line undersøker hvorfor forestillingen om en romheis har fortsatt å vedvare til tross for store teknologiske hindringer, og noen like store mellommenneskelige rift. Etter å ha hatt premiere i november 2015 på DocNYC filmfestival i New York, er filmen nå tilgjengelig på nettet og vil bli vist på DC Environmental Film Festival og andre uavhengige festivaler gjennom hele 2016.
Den nye dokumentarfilmen Sky Line profilerer en gruppe mennesker som har jobbet med romheisekonseptet. (Jonny Leahan og Miguel Drake-McLaughlin) Dette er hva alle heisforslagene har til felles: Fra en plattform forankret i havet et sted langs ekvator, ville heisebiler reise opp og ned et bind av tykk kabel eller bredt, flatt bånd laget av et karbon nanorør-basert materiale, holdt stram med en motvekt 62 000 mil over jorden. Ved å bruke ruller eller magnetisk levitasjon for å klatre opp i bindingen, kan det ta biler så lite som fem timer å fullføre turen til geosynkron bane, men til en brøkdel - kanskje 1/100 - av kostnadene for dagens rakettoppskytninger.
Så outlandish som det ser ut, vil en romheis gjøre det mulig å komme til rommet tilgjengelig, rimelig og potensielt veldig lukrativt. Men hvorfor det ikke har skjedd ennå, koker i utgangspunktet ned til materialer - selv det beste av dagens supersterke og superlette materialer er fremdeles ikke gode nok til å støtte en romheis.
Ikke av mangel på forsøk, men. Penn State-forskere kunngjorde i 2014 at de hadde laget nanotråder i diamanten i laboratoriet, som modellerte i datasimuleringer av australske forskere antyder at de kunne være sterkere og mer fleksible enn først antatt. Forskning på karbon nanotube (CNT) -teknologi fortsetter, og nye fremskritt innen grafenforskning ser ut til å bli kunngjort hver måned.
I Sky Line profilerer filmskaperne Jonny Leahan og Miguel Drake-McLaughlin en gruppe mennesker som har jobbet tett på romheisekonseptet. Historien følger den mest grundige anstrengelsen hittil for å få bygget en romheis, inkludert finansiering fra NASA til forskning, design og til og med XPRIZE-stil utfordringer holdt gjennom 2011. Deres motivasjon for å lage filmen stammer fra pågående diskusjoner mellom hverandre og venner om den nåværende tilstanden til amerikansk romteknologi.
"Det er denne ideen som vi har gitt opp på plassen, siden NASA har trukket pendelen og vi ikke gjør noe for å erstatte den, " sier Leahan. "Men folk forstår ikke at NASA er veldig levende og godt, og jobber med utrolig mange visjonære ting. Vi skjønte at det skjer mye, selv om de kanskje ikke jobber på heis. ”
Ideen om en heis i seg selv hadde vært et tema for debatt mellom filmskaperne, og når de så nærmere på den, oppdaget de to hovedpersoner, Bradley Edwards og Michael Laine.
Edwards, en fysiker med en dyp historie i astrofysikk, inkludert en 11-årig stasjon ved Los Alamos National Laboratory, har jobbet med et romheisekonsept siden 1998. Laine er en privat gründer og grunnlegger av LiftPort, et selskap hvis originale oppdraget var å fremme teknologi for karbon nanorør. Andre karakterer inkluderer Tom Nugent, en romfartsingeniør, og Ted Semon, tidligere president for International Space Elevator Consortium (ISEC).
"Vi la merke til at mange mennesker vi snakket med hadde drømmer da de var yngre av å være astronauter, " sier Leahan. ”De vedvarer fordi de er frustrerte over at de har viljen til å gå til verdensrommet, men det er ikke teknologien eller ressursene for å sende veldig mange mennesker til verdensrommet. De vil bare gjøre noe med det. ”
På slutten av 1990-tallet og begynnelsen av 2000-tallet mottok Edwards to finansieringsrunder fra en NASA-forskningsarm, kjent som NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) - da kalt Institute for Advanced Concepts. Edwards 'arbeid utgjorde en massiv mulighetsstudie, som undersøkte alle fasetter av en romheis, fra design og konstruksjon til distribusjon og drift. Hans konklusjon: Romheisen kunne bygges med eksisterende teknologi - minus superlett vektbindingen som er nødvendig for å få hele saken til å fungere.
Edwards samarbeidet da med Laine på LiftPort i et forsøk på å skaffe kapital til prosjektet, men de skilte snart ut veier på grunn av økonomiske uenigheter. Filmen får nesten det til å virke som rift er grunnen til at en romheis ikke vil bli bygget snart.
Pearson, som også vises i filmen, sier at prosjekter i omfanget av en romheis naturlig har en høy kapasitet for friksjon.
"Når du har en så unik ide som denne, er menneskene som dras til å jobbe med den enestående i sine områder, og mange av dem ønsker ikke å ta guff fra noen andre, " sier han. "Det er bare en del av spillet."
LiftPort kollapset i 2007, til tross for demonstrasjoner med roboter som klatret halvveis opp en kilometer lang stripe med karbon nanorørbånd hengt opp fra ballonger. I 2012 gjenoppstod Laine selskapet gjennom en vellykket Kickstarter-kampanje for å jobbe med å utvikle partnerskap for å skape en månebasert romheis. Både Laine og Pearson sier at en måneheis kan bygges nå, og kan muliggjøre gruvedrift av rikelig oksygen, silisium, jern, aluminium og magnesium som finnes på månens støvete overflate.
Men med fullstendig glede sier Laine at den opprinnelige LiftPort var "forferdelig" på karbon nanorør, og at innsats fra selskaper som SpaceX og Blue Origin for å bygge gjenbrukbare raketter kan utslette behovet for en romheis. Målet har alltid vært å få den nåværende prisen per nyttelastpund - i titusenvis av dollar - ned i hundrevis eller til og med titalls dollar. Men uansett hva som skjer, mener Laine fortsatt å få karbon nanorørteknologi riktig er avgjørende for fremtiden for tilgang til verdensrommet.
"Hvis de perfeksjonerer den gjenbrukbare raketten, vil det være utfordrende for heisen å få finansiering, siden hovedårsaken til heisen var å redusere kostnadene til bane, " sier Laine. “Men du har fått sivilisasjoner til å stige og falle ved en endring i materiell styrke med et desimal, og nå snakker du om størrelsesordener. Jeg tror vi ikke en gang vil forstå hvordan fremtiden vil se ut når vi utnytter nanoteknologi. ”
Edwards startet årlige ISEC-møter i 2008, som trekker rundt 50 til 60 personer hvert år for å jobbe med problemer som kan løses nå, inkludert rydding av romrester, bygging av bedre klatreroboter og utvikling av fjernstyrte laserkraftsystemer. Han sier at han hele tiden blir bedt om å lede en målrettet innsats for å få romheisen til å bli utført. Den institusjonelle støtten er bare ikke der, legger han til.
"Problemet med hele romheiseanstrengelsen er at det ikke er noen reell støtte for det, " sier Edwards. “Slik ser et prosjekt ut når det gjøres som en hobby, av hundrevis av mennesker spredt over hele verden. Det vil ikke være noen vesentlig fremgang før det er reell støtte og profesjonell koordinering av ledelsen for innsatsen. "
Selv om han fortsatt er en sterk talsmann for en romheis, har Edwards siden fokusert sin innsats på mer praktiske anvendelser av karbon nanorørteknologi. Hans nåværende selskap, Plasma Ten, produserer karbon nanorør for å styrke plast og epoksy.
Obayashis design består av en flytende Earth Port festet til en Geostationary Earth Orbit Station i en høyde av omtrent 22 000 miles med en karbon nanorørkabel. (© Obayashi Corporation, Alle rettigheter forbeholdt) 
Earth Port måler omtrent 1300 fot i diameter. (© Obayashi Corporation, Alle rettigheter forbeholdt) 
Byggefirmaet Obayashi Company har forpliktet seg til å ha en heis i gang innen 2050. (© Obayashi Corporation, Alle rettigheter reservert) 
Her er det indre av Geostationary Earth Orbit Station. (© Obayashi Corporation, Alle rettigheter forbeholdt) 
En annen innvendig utsikt over Geostationary Earth Orbit Station. (© Obayashi Corporation, Alle rettigheter forbeholdt) Mens mange av disse aktørene i USA har gått videre til andre prosjekter, opprettholder forskere i andre deler av verden sitt fokus.
I Japan er romheisen praktisk talt en del av den nasjonale psyken, delvis på grunn av en dyp ekspertise fra japanske forskere innen robotikk og karbon nanorørteknologi, som startet med oppdagelsen av karbon nanorør av karbon i 1991 fra Sumio Iijima. Byggefirmaet Obayashi Company har forpliktet seg til å ha en heis i gang innen 2050. Sjefforskningsingeniør Yoji Ishikawa sier selskapet samarbeider med private produsenter og universiteter for å forbedre den eksisterende karbon nanorørteknologien.
"Vi forstår at det er et vanskelig prosjekt, " sier Ishikawa. ”Teknologien vår er veldig lav. Hvis vi må være på 100 for å få bygget en heis - akkurat nå er vi rundt en eller to. Men vi kan ikke si at dette prosjektet ikke er mulig. Akkurat nå ser vi ikke noen stor hindring. Det er verdt å prøve, og hvis vi ikke gjør det, kan vi ikke oppnå noe. ”
Ishikawa legger til at Obayashi, som nylig fullførte den høyeste selvstøttede skyskraperen, Tokyo SkyTree, håper å være med på å teste et karbon-nanorørbasert tether mellom to satellitter. Forskere vil sammenligne hvordan det tilknytningen fungerer med den datamodelliserte oppførselen til en mye lengre versjon.
Ishikawa innrømmer at selskapets initiativ startet som et tankeeksperiment, og at prosjekter av denne art generelt blir kansellert når en konseptoppgave er publisert. Men den japanske offentligheten og andre land ønsket romheisen så hjertelig velkommen at selskapet bestemte seg for å fortsette innsatsen, sier Ishikawa.
"Kanskje en av grunnene til at romheisen er så populær her, er at de siste par tiårene ting ikke har vært så bra økonomisk, og det japanske folket mistet tilliten til seg selv, " sier Ishikawa. ”De leter etter et stort prosjekt som oppmuntrer dem. Selvfølgelig kan ikke og bør dette ikke bare gjøres av ett land, men som en internasjonal virksomhet. Men kanskje Japan kan ta lederskap på dette på grunn av sin popularitet blant folket. ”
Leahan bemerker at selv om en romheis ikke er en del av den amerikanske zeitgeisten, avslørte prosessen med å lage filmen en lidenskapelig matrikkel av mennesker som jobber med prosjektet, selv om det sannsynligvis ikke vil bli realisert i løpet av deres levetid.
"Til syvende og sist er det en historie om å jage drømmer og tenke på hva som er mulig, og det stiller spørsmålet, drømmer vi fremdeles slik vi pleide?" Sier han. "Kanskje vi gjør det, men de store ideene er nå å få ting til å bli mindre."
