Küllap on paljud kursis, et kaalutuse ehk nullgravitatsiooni tingimustes töötamine pole üldse naljaasi. Iga korraks käest pandud kinnitamata ese hõljub minema ja lisaks kadumisele võib ta ka näiteks seadmetele ohtlikuks saada. Peale selle on kosmosejaamas siiamaani olnud väga suur krooniline ruumipuudus, sest iga ehitamiseks vajaliku kilogrammi kosmosesse toimetamine maksab ränka raha. Kõige selle võiks ehk veel ära kannatada, kuid olulisem on, et pikaaegne kaalutuses viibimine mõjutab selgelt inimeste tervist – luud hõrenevad, lihased kõhetuvad, silmanägemine halveneb –, nagu teame rahvusvahelises kosmosejaamas ISS kauem viibinute kohta. Tervise halvenemine omakorda piirab kosmosejaamas viibimise aega, aga uute vahetuste sinna viimine maksab palju.
Geniaalne lahendus
TMi veergudel oleme korduvalt tõdenud, et geniaalsed lahendused on lihtsad. Ainuke häda, et nende peale ei tulda. Kui siis keegi oma põrutava ideega välja ilmub, sügab Jüri või Juhan kukalt ja mõtleb: selle peale oleks võinud isegi tulla.
Insener Lembit Maimetsal sündis idee terasest tollipulgast. Õigemini terasest mõõdulindist, mida me kõik oleme peos hoidnud. Tõmmates linti karbist välja, tõmbub lint tänu materjalis peituvale pingele keskelt kergelt lohku – nii püsib ta väljatõmmatuna jäigem. Maimetsale tuli mõte ühendada selle kanalikujuliselt lohus püsiva lindi servad omavahel nii, et kergelt lohus lint muutuks hoidikust (nagu mõõdulindi puhul on selleks karp) väljumisel toroidiks (ringikujuliseks toruks). Kirsiks tordil oleks asjaolu, et seejuures ei vajataks praktiliselt inimtööjõudu, sest metalllindi servad ühineksid omavahel eelnevalt materjalisse sisestatud pingete tõttu. No on ju lihtne, st geniaalne?!
Väga lihtne vaste sellele ideele on igapäevaelust tuttav jalgratta väliskumm ehk rehv. Põhimõtteliselt on seegi toroid. Rattalt eemaldatud rehvi läbi lõigates saab selle lindina kokku rullida, kuid materjalis peituvad pinged jäävad alles. Kui see rull vabaks lasta, rullub see lahti ning moodustab endise rõnga.
Hakkame jõudma kosmosejaamale lähemale. Idee ilu peitub ju selles, et kosmoses rõngastoruks muutuva põhimooduli saab maapinnal valmis teha. Kaalutuse tingimustes ei pea kosmosejaama seinad olema samasuguse paksusega nagu maapeal, kõik jaamas sisalduv on ju ka kaaluta olekus. Esialgse arvestuse kohaselt võiks jaamaks moodustuv õhukesest metallplekist rull kosmosesse viimisel olla läbimõõdult umbes 2,5 meetrit ning pikkuselt (kõrguselt) 33,3 meetrit. Sellise viiks orbiidile juba olemasolevad kanderaketid. Kui see rull saabub nullgravitatsioonilisele orbiidile, lastakse tal avaneda. Pärast avanemist moodustub temast ühekilomeetrilise diameetriga toroid, mille toru siseläbimõõt on 10 meetrit. Lahtise sisemise ääre saaks põhimõtteliselt kinnitada tõmblukutaolise kinnitusega. Seejärel võib paigaldada sisemise tihendi ja siis täita toru õhuga.
Vajadustele vastavaks
Kui sellisele konstruktsioonile lisada rakettmootorid, saab selle panna tiirlema ümber oma keskpunkti. Nii tekib tsentrifugaaljõud, mida jaamas tajutakse gravitatsioonilaadse fenomenina. Kunstlikult tekitatud raskusjõud väljendub selles, et inimest surutakse vastu toroidi välisseina ja tekib tunne, et seistakse püsti nagu maapinnal. Ja seda tunnet tahaks kogeda iga kosmoses viibija.
Toroidi kiiruseks on insener Maimets arvestanud 0,8 tiiru minutis, mis teeks kilomeetrise läbimõõduga toroidi tangentsiaalseks kiiruseks 42 m/s ehk 152 km/h. Sel juhul väheneks gravitatsioonijõud ca ühele kolmandikule ehk 100 kg raskune inimene kaaluks vaid 36 kg. Võrdluseks: Kuul oleks selle inimese mass 17 kg. Kuid me teame, et ISSis kaalub inimene null kilogrammi ja nagu juba nimetatud, pole see tervislik, piirab tegevusvabadust ja lühendab ka seal viibimise aega. Muidugi on praegu veel teadmata, kuidas mõjuks inimese tervisele osalise gravitatsioonijõuga keskkond, mis vajaks omaette uurimistööd.
On võimalik ka suurem tiirlemiskiirus. Kui jutuks olev nn satelliit pöörleks 260kilomeetrise tangentsiaalse tunnikiirusega, mis oleks võrreldav väga aeglaselt lendava lennuki kiirusega, oleks inimese kaal võrdne maapinnal liikuva omaga.
Ühes toroidis võiks olla arvestuse kohaselt ruumi umbes 800 – 1200 töötajale. Suuremateks operatsioonideks saaks aga selliseid toroide omavahel liita. Selline toroidide kompleks võiks siis olla koduks mitmele tuhandele inimesele. Eluks ja tööks vajaliku energiaga, näiteks kasvõi toiduks taimede kasvatamiseks ja muuks, varustaks jaama kas tuuma- või päikeseenergiajaamad.
Taolised rõngakujulised kosmosejaamad tulevad ulmekirjandusest või -filmidest tuttavad ette, kuid Maimetsa pakutud lahenduse uudsus peitub tema ehitusviisis. Kord valmisehitatuna võiks need olla peale kosmoselaborite ka suurepäraseks aluseks igasugustele teleskoopidele või antennidele. Erajutuajamistes on insenerile öeldud, et taoliste jaamade abil saaks reflektoritega suunata talve ajal päikesekiirgust polaaraladele, kuid nüüd, kui niigi toimub polaarjää sulamine ja seni külmununa olnud tundrast metaani vabanemine, pole see enam mõttekas. Küll aga võiks kaaluda külma kuuvalguse suunamist valgustamist vajavatesse kohtadesse. Aga küllap leidub sellelegi mõttele vastuväiteid – loomad oleks häiritud jms.
Arvutikatsed tõotavad taoliselt ehitatud jaama puhul suurt majanduslikku kokkuhoidu, kui võrrelda praeguste samaks otstarbeks valmistatud satelliitjaamadega. Nõuab ju see kontseptsioon ehitamisel palju vähem vahetut inimtööjõudu orbiidil, kuna valmimine toimub automaatselt struktuurisisese eelpingestatuse tõttu ilma inimese otsese sekkumiseta.
Kokkuvõtteks võiks arvata, et selline ehitis teeb võimalikuks suuremad ilmaruumi uurimisoperatsioonid, aga ka igasugused eksperimendid kosmose tingimustes.
Nagu algul öeldud, on mitmel riigil olnud huvi Lembit Maimetsa leiutise patendi kasutamiseks. Praeguseks on leiutaja aga lasknud need tühistada, kuna juba käigusolevatele suurtele tehiskaaslaste projektidele on tehtud tohutuid kulutusi ja uusi projekte töösse ei võeta. Maimetsa leiutis võib leida siiski rakendust, kui tekib vajadus järgmise generatsiooni kosmosetehnoloogia järele.
Vaata lisa jaanuari Tehnikamaailmast.
