Ruimtelift op de evenaar? De wind zit misschien in de weg

Een kabel van de aarde naar de ruimte, waar liften vracht naar een satelliet in een vaste baan omhoog rijden. Het klinkt als sciencefiction, maar wetenschappers onderzoeken deze zogeheten ruimtelift al serieus. Nu blijkt dat iets heel gewoons, namelijk de wind, een grote spelbreker kan zijn.

Een ruimtelift is een megaproject: een extreem lange, dunne kabel die vanaf de evenaar tot ver in de ruimte reikt. Langs die kabel zouden voertuigen omhoog kunnen klimmen, zonder dat je daar een raket voor nodig hebt. Zo'n kabel moet wel ergens vastzitten aan de grond, op een plek bij de evenaar. En juist daar speelt de wind een grotere rol dan je misschien zou denken.

Een onderzoeksteam analyseerde tientallen jaren aan winddata van het weermodel ERA5. Dit is een dataset die weersomstandigheden wereldwijd nauwkeurig bijhoudt, ook op grote hoogte. De onderzoekers wilden weten hoe hard de wind waait rond de evenaar, en wat dat betekent voor de kabel van een ruimtelift.

De onderzoekers ontwikkelden eerst een rekenmethode om windbelasting te vertalen naar één simpel getal: de gemiddelde windsnelheid, gemeten over verschillende hoogtes in de lucht. Met dat ene getal kun je meteen zien hoeveel scheefstand een kabel krijgt door de wind, en hoeveel lading de lift dus nog veilig kan vervoeren.

Land versus oceaan

Uit de winddata blijkt een duidelijk patroon: boven land waait het aanzienlijk minder hard dan boven de oceaan, precies op de evenaar. Het grootste deel van die windbelasting komt van de onderste 20 kilometer van de atmosfeer, dus relatief dicht bij het aardoppervlak. Dat is meteen ook de laag waar vliegtuigen en het weer zoals wij dat kennen zich afspelen.

Voor een dunne, lintvormige kabelvorm, een ontwerp dat door veel ruimtelift-onderzoekers wordt overwogen, vormt realistische wind een serieuze beperking. Vooral als die kabel recht in de wind komt te staan, kan de belasting flink oplopen. Dat betekent dat de locatie waar je de kabel verankert er echt toe doet.

Door windgegevens te combineren met informatie over blikseminslag, wisten de onderzoekers een aantal veelbelovende locaties aan te wijzen voor zo'n ankerpunt. Plekken met weinig wind én weinig bliksem zijn logischerwijs geschikter dan plekken waar beide vaak voorkomen.

Het team bespreekt ook manieren om een ruimtelift beter bestand te maken tegen wind, bijvoorbeeld door het ontwerp van de kabel aan te passen. Dat zou de kans dat de constructie het overleeft vergroten, en de hoeveelheid vracht die veilig vervoerd kan worden verhogen.

Wat betekent dit (nog) niet: Dit onderzoek gaat over een technisch concept dat nog niet bestaat. Er staat nergens een echte ruimtelift, en dit artikel bewijst niet dat er ooit een gebouwd zal worden. Het is één onderzoeksteam dat rekenmodellen en bestaande winddata gebruikt om te verkennen wat er nodig zou zijn. Het zegt ook niets over klimaatverandering of over veranderingen in windpatronen door een warmer klimaat, het gaat om bestaande, gemeten windgegevens.

Bron: A Review of ERA5 Equatorial Wind Data and Impact on a Space Elevator