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Le concept de l'ascenseur spatial a été présenté pour la première fois au grand public par Arthur C. Clarke dans son roman de science fiction Les Fontaines du Paradis. Il est aussi appelé tour orbitale (orbital tower en anglais).
Clarke décrit la construction, à partir d'une station spatiale, d'une gigantesque tour destinée à constituer un lien fixe entre la surface terrestre et un contre-poids en orbite géostationnaire. L'équilibre de l'ensemble est assuré en permanence par la construction d'un autre élément de tour dans la direction opposée. Au total, c'est une sorte de fronde de 36 000 kilomètres de long qu'il faut réaliser.
Comme souvent, Clarke s'est inspiré de travaux scientifiques réels, en particulier ceux du soviétique Yuri N. Artsutanov en 1957 et ceux que quatre Américains ont publiés en 1966 dans la revue Science (Satellite elongation into a true sky hook). L'idée est en fait beaucoup plus ancienne, puisque les premières réflexions sur le sujet sont dues à Constantin Tsiolkowski en 1885, mais celui-ci avait envisagé d'élever sa tour depuis le sol, comme une énorme tour Eiffel.
En 1975 un autre américain, Jerome Pearson, propose d'adopter une structure en forme de long ruban, dont une extrémité jouerait elle-même le rôle de contre-poids. C'est devenu un projet de 144 000 kilomètres (38% de la distance Terre - Lune) mais il n'est plus nécessaire d'arrimer aussi solidement la base terrestre de l'ouvrage (dans le roman de Clarke, la base de la tour est ancrée de plusieurs kilomètres dans le sous-sol).
Pendant longtemps, l'idée a paru utopique puisqu'il n'existait pas de matériau suffisamment résistant. Mais l'apparition des nanotubes, utilisant notamment les fullerènes, lui a redonné un certain crédit. Ainsi l'agence spatiale européenne (ESA) et la NASA s'y intéressent désormais sérieusement. L'ascenseur spatial pourrait prendre la forme d'un long câble sur lequel circuleraient des navettes.
Brad Edwards, de la fondation californienne Eureka Scientific décrit en détail une méthode possible de construction d'un tel ascenseur (voir lien externe).
L'intérêt potentiel d'un tel système réside dans son faible coût de fonctionnement. Dans certains concepts, l'énergie de freinage d'une cabine descendante peut même être récupérée pour propulser une cabine montante. Son inconvénient principal est sa vulnérabilité aux météorites, aux débris spatiaux, aux engins aériens ou même aux catastrophes naturelles.
On compare ce concept à un autre ruban métallique qui semblait impossible il y a deux siècles, le chemin de fer.
Le concept d'ascenseur spatial est utilisé dans certaines œuvres :
