Das Konzept eines Orbitalen Turms taucht seit Ende des 19. Jahrhunderts in der SF-Literatur auf. Das einzige Material, das hinsichtlich der mechanischen Stabilität stark genug ist, um ein solches Unternehmen zu ermöglichen, wären Kohlenstoff-Nanorohre. Eine weitere nützliche Eigenschaft dieses Materials ist seine Leitfähigkeit, mit der sich eine Menge Elektrizität erzeugen lässt, wenn man den Turm um einen Planeten mit einem globalen Magnetfeld kreisen lässt.

Als Konstantin Ziolkowsky, ein russischer Wissenschaftler, 1895 den Eiffel-Turm in Paris betrachtete, kam ihm die Idee eines Orbitalen Turms. Er wollte ein "himmlisches Schloss" an einem spindelförmigen Kabel befestigen und das "Schloss" auf einer geosynchronen Bahn um die Erde kreisen lassen. Allerdings erwies sich der Aufbau vom Boden aus als unmöglich (obwohl es immer noch Gruppen gibt, die über Vulkane als mögliche Quellen für einen Weltraumlift sprechen). Erst 1960 schlug ein anderer russischer Wissenschaftler, J.N. Arzutanow, ein anderes Konzept für den Bau eines Weltraumturms vor. In seinem Buch "Dreams of Earth and Sky" schlägt Arzutanow vor, einen geosynchronen Satelliten als Basis für den Bau des Turms zu benutzen. Unter Verwendung eines Gegengewichts soll das Kabel aus der geosynchronen Umlaufbahn auf die Erdoberfläche herabgelassen werden, während das Gegengewicht vom Satelliten aus in immer größere Entfernung zur Erde ausgefahren wird. Neun Jahre nach Arzutanow hat Jerome Pearson, ein amerikanischer Physiker, ein Kabel mit spitz zulaufendem Querschnitt konzipiert, das für die Errichtung des Turms geeigneter sein soll. Nach seinem Plan soll, während der untere Teil des Turms gebaut wird, ein Gegengewicht langsam bis auf 144.000 km (die halbe Entfernung zum Mond) ausgefahren werden. Pearson berücksichtigte in seinen Berechnungen Störfaktoren wie die Anziehungskraft des Mondes, Winde und am Kabel auf- und abwärts beförderte Nutzlasten. Das Gewicht des für den Bau des Turms benötigten Materials hätte 24.000 Space-Shuttle-Flüge erfordert, obwohl es zum Teil über den Turm selbst befördert werden könnte, wenn ein entsprechend belastbarer Kabelstrang bis zum Boden reichte.

Später trug sich Pearson mit dem Gedanken, einen Turm auf dem Mond zu errichten. Er kam zu dem Schluss, dass der Schwerpunkt dieses Turms bei den Lagrange'schen Punkten L1 oder L2 liegen müsste. Dies sind Punkte zwischen zwei umeinander kreisenden Himmelskörpern, in denen sich deren Anziehungskräfte aufheben. Für den Punkt L1 müsste das Kabel 291.901 km und für den Punkt L2 - 525.724 km lang sein. Im Vergleich zu den 351.000 km von der Erde bis zum Mond ist das ein ganz schön langes Kabel, und das Material hierfür müsste auf dem Mond zusammengetragen und das Kabel dort hergestellt werden.

Einige Jahre später machte Arthur C. Clarke die Idee in seinem 1979 veröffentlichten Roman "Fountains of Paradise" allgemein bekannt. Nach dem von Clarke vorgeschlagenen Konzept eines Weltraumlifts soll einestarre Verbindung zwischen einem Punkt auf der geostationären Umlaufbahn und der Oberfläche eines Planeten geschaffen werden. Das grundlegende Problem der letzten Jahrzehnte ist, dass kein dem Menschen bekanntes Material die Zugkräfte aushält, die das Kabel zerreißen würden. Neueste Entwicklungen auf dem Gebiet der Nanostrukturen mit Kohlenstoffmolekiilen deuten darauf hin, dass die erforderlichen physikalischen Eigenschaften sich jetzt erreichen lassen und somit die Möglichkeit besteht, die Kosten für den Zugang zum Weltraum drastisch zu senken. Das Transportsystem würde aus einer Reihe von "Drahtseilwagen" bestehen, die am Weltraumlift entlang gleiten und dann in die geosynchrone Umlaufbahn eingebracht werden.

Eine mögliche Vorgehensweise für den Bau könnte darin bestehen, einen kohlenstoffhaltigen Asteroiden (Chondriten) in eine stabile Umlaufbahn um unseren Planeten zu lenken. Automatische Maschinen würden dann die Materialien vor Ort verarbeiten und damit beginnen, wie eine Spinne ein Kabel anzufertigen. Jahre später würde das Kabel bis zum Boden reichen, und die Verbindung zwischen der Oberfläche des Planeten und der geosynchronen Umlaufbahn wäre hergestellt. Zu den hiermit verbundenen Problemen gehören außer den Kosten, der Schwierigkeit, einen Asteroiden umzulenken (auch wenn er nur einige Kilometer Durchmesser hat) und dem Fehlen automatischer Maschinen, die aerodynamische Reibung der Winde in den obersten Schichten der Erdatmosphäre und die periodisch auftretende Anziehungskraft des Mondes.

Auch der Vorschlag, ein Tau von der Erde bis zur Umlaufbahn zu spannen, stößt auf mannigfaltige Schwierigkeiten, die sich mit Kohlenstoff-Nanorohren allein nicht bewältigen lassen. Diese Materialien sind zwar sehr stark und leicht, sind aber bis jetzt noch nicht in bereits in der Praxis verwendeten hochreißfesten Kunststoffen verarbeitet worden. Es wäre zu befürchten, dass solch ein Kunststoff (wie Kevlar) nur in einer Richtung stark und daher möglicherweise nicht so stark wie erwartet wäre, wenn man ihn zu einem Tau verarbeitet. Eine zweite Herausforderung wären bei Clarkes Konzept die mit der Himmelsmechanik zusammenhängenden Schwierigkeiten, denn eine solche Konstruktion wäre den Einflüssen sowohl des Mondes als auch der Sonne und ihren an- und abschwellenden Anziehungskr äften ausgesetzt.

Die NASA hat jüngst eine eingehende Studie über das Weltraumlift-Konzept abgeschlossen und ist zu dem Schluss gelangt, dass diese kostengünstige Art des Transports auf die geosynchrone Umlaufbahn womöglich in etwa 50 Jahren Wirklichkeit werden und die Kosten für den Zugang zum Weltraum drastisch senken könnte.

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