【太(tai)空(kong)電(dian)梯(ti)】什么是(shi)太(tai)空(kong)電(dian)梯(ti) 太(tai)空(kong)電(dian)梯(ti)能(neng)否實現
太空電梯與普通電梯類似,不同的是,它的作用并不是讓乘客往返于樓層之間,而是將他們送入距地球約3.6萬公里的(de)(de)一座空間(jian)站。隨著人類太(tai)空探索步(bu)伐的(de)(de)加快,科學家考慮設計一種(zhong)太(tai)空電(dian)梯,實(shi)現外太(tai)空和地球(qiu)之間(jian)更便捷的(de)(de)物資交換。
太空電梯產生背景
太空電梯的概念最早來自1970年,著名的(de)火箭科學先驅者齊奧爾(er)科夫斯基(Knostantin Tsiolkovsky)設想(xiang)了一個建立(li)在巨(ju)塔頂(ding)端的(de)“天(tian)空(kong)城堡”(或許圣(sheng)經里(li)的(de)巴別塔更早,不過(guo)那里(li)沒電梯)。
真正從技術角度描述了這個問題的是阿瑟·克拉克。據英國《每日郵報》報道稱,科幻作家阿瑟·克拉克在1978年出版的(de)《天堂之(zhi)泉》(“Fountains of Paradise”)中曾描(miao)寫過太空電梯(ti)的構想,人們可乘電梯(ti)去太空觀光并(bing)運(yun)送貨物(wu)。
太(tai)(tai)(tai)空(kong)(kong)電梯的(de)(de)主體是(shi)一(yi)個永久(jiu)性連接太(tai)(tai)(tai)空(kong)(kong)站(zhan)(zhan)和地(di)球表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)纜(lan)繩,可以用(yong)(yong)來將人和貨(huo)物從地(di)面(mian)(mian)運送到(dao)太(tai)(tai)(tai)空(kong)(kong)站(zhan)(zhan)。太(tai)(tai)(tai)空(kong)(kong)電梯還能(neng)用(yong)(yong)做一(yi)個發射系統,因為太(tai)(tai)(tai)空(kong)(kong)電梯必然被(bei)地(di)球帶動旋(xuan)轉,而越高的(de)(de)地(di)方速度越快(kuai),所(suo)以將飛船從地(di)面(mian)(mian)運送到(dao)大氣層外足夠高的(de)(de)地(di)方,只要一(yi)點加速度就可以起航了(le)。或者用(yong)(yong)太(tai)(tai)(tai)空(kong)(kong)電梯把零(ling)部件帶上太(tai)(tai)(tai)空(kong)(kong)站(zhan)(zhan),在(zai)那(nei)里組裝。
太空電梯主要用途
根據科學家們的設想,太(tai)空電梯(ti)應該是一條從距離地面3.6萬公里的(de)地球(qiu)同步衛星向地面垂下(xia)一條(tiao)纜繩至地面基站,并沿著這條(tiao)纜繩修建(jian)往(wang)返于地球(qiu)和(he)太空之間的(de)電梯型飛船(chuan),往(wang)來運輸物資。
太空電梯可以搭載包括大型太陽能發電機、核廢料等各種物品,還可以載人。更重要的是,太空升降艙上天不需要攜帶大量燃料,預計所耗能量不過為宇宙飛船發射的1%。英國的一項測算顯示,用(yong)(yong)太空(kong)升降艙運(yun)送(song)一個人和行李(li)的費(fei)用(yong)(yong)僅相(xiang)當于常用(yong)(yong)航天飛(fei)機運(yun)送(song)費(fei)用(yong)(yong)的0.25%。
在進入太(tai)(tai)空(kong)(kong)探(tan)索時代后,造“太(tai)(tai)空(kong)(kong)電(dian)梯(ti)”是人(ren)類(lei)長(chang)久以來的(de)夢想,每發(fa)(fa)射(she)一次太(tai)(tai)空(kong)(kong)飛船所(suo)需的(de)驚人(ren)費用(yong)(yong)(yong)讓(rang)科學家(jia)重拾“太(tai)(tai)空(kong)(kong)電(dian)梯(ti)”的(de)理念。在宇宙(zhou)空(kong)(kong)間里建造超長(chang)的(de)“太(tai)(tai)空(kong)(kong)電(dian)梯(ti)”,用(yong)(yong)(yong)車廂將貨物運(yun)送到(dao)太(tai)(tai)空(kong)(kong)站或(huo)者空(kong)(kong)間基地(di),可以大大節省人(ren)類(lei)太(tai)(tai)空(kong)(kong)探(tan)索的(de)成本。利用(yong)(yong)(yong)“太(tai)(tai)空(kong)(kong)電(dian)梯(ti)”運(yun)送游客,還(huan)能發(fa)(fa)展太(tai)(tai)空(kong)(kong)旅(lv)游業(ye)。電(dian)梯(ti)會攜帶太(tai)(tai)陽(yang)能發(fa)(fa)電(dian)系(xi)統,這樣(yang)發(fa)(fa)出的(de)電(dian)能不僅能支持電(dian)梯(ti)本身,多余(yu)的(de)還(huan)能為(wei)地(di)球供電(dian)。“天梯(ti)”還(huan)能當做信號(hao)發(fa)(fa)射(she)塔,傳(chuan)輸(shu)訊息(xi)。
從上電梯后到3.6萬千米的高(gao)空(kong)要花去7天(tian)的(de)時間,即便每個電梯廂(xiang)都在以200千米一小時的(de)速度運動。對比之下,一架太空飛(fei)船的(de)飛(fei)行速度能(neng)達到2.8萬(wan)千米一小(xiao)時,“天梯”走7天的距離太空飛船一個多小時(shi)就能走完。
太空電梯基本特點
太(tai)空(kong)電(dian)梯可以重復使用(yong),由在軌基地的太(tai)陽能電(dian)池板供電(dian);這種交通(tong)方式,是一種將人類和貨物送入太(tai)空(kong)的低(di)成本方式。
1、游客無須進行任何訓(xun)練;
2、電梯(ti)可重復使用;
3、成本(ben)低(di)。
4、選擇搭乘太(tai)空電梯這種(zhong)方式,游客無需預先進行任何訓練,讓空間站成(cheng)為一個真正(zheng)意義上的度假(jia)勝地。
太空電梯工作原理
通過升降艙工作:最多容納30人,時(shi)速201公里;太陽能提供電力(li);7天左右就(jiu)可(ke)抵(di)達。
美國《大眾科學》雜志的麗貝卡·博伊爾表示,太空游客將搭乘類似電梯車廂的升降艙進入太空,升降艙系在碳納米管制造的纜繩上;太空電梯纜繩全長為地月距離的四分之一,約9.6萬公里,與太(tai)空中(zhong)的(de)一個配(pei)重相連。。根據(ju)大林組(zu)的(de)初(chu)步計劃,升降艙可容(rong)納30名游客,時速(su)約合201公里。
安裝在軌道站上(shang)的太陽能電池板負責為太空(kong)電梯提供電量。搭乘(cheng)這種電梯,游客需要一周多時間便可進(jin)入太空(kong)。
衍生問題
有專家曾經指出,納米碳管還只是毫米級制品,距實用差距甚遠;向3萬(wan)多公里外的太空(kong)發射各種(zhong)電梯建(jian)設材料花費巨(ju)大(da);這種(zhong)“太空(kong)電梯”一旦因嚴重事故(gu)崩塌,空(kong)中和(he)地面的損失也將(jiang)十分驚(jing)人。專家們(men)認為(wei),面對這些(xie)難(nan)題,“天空(kong)電梯”短時間內恐怕很難(nan)開工。
還有(you),當太(tai)(tai)陽風向太(tai)(tai)空(kong)(kong)(kong)電(dian)(dian)梯施加壓力時,來(lai)自月球和(he)太(tai)(tai)陽的(de)重(zhong)力作用將使(shi)繩索變得搖(yao)擺(bai)不定(ding)(ding)。這將有(you)可(ke)能使(shi)太(tai)(tai)空(kong)(kong)(kong)電(dian)(dian)梯搖(yao)擺(bai)造(zao)(zao)成(cheng)太(tai)(tai)空(kong)(kong)(kong)交通障礙(ai),太(tai)(tai)空(kong)(kong)(kong)電(dian)(dian)梯也可(ke)能會碰撞上人造(zao)(zao)衛星或者太(tai)(tai)空(kong)(kong)(kong)垃圾殘骸,這樣的(de)碰撞將導(dao)致繩索斷裂(lie)或太(tai)(tai)空(kong)(kong)(kong)電(dian)(dian)梯失事(shi)。為(wei)此,太(tai)(tai)空(kong)(kong)(kong)電(dian)(dian)梯必須在內部建(jian)造(zao)(zao)推(tui)進器,以穩定(ding)(ding)太(tai)(tai)空(kong)(kong)(kong)電(dian)(dian)梯致命的(de)搖(yao)擺(bai)振(zhen)動,但(dan)這又將增加電(dian)(dian)梯建(jian)造(zao)(zao)的(de)難度和(he)建(jian)造(zao)(zao)維(wei)護成(cheng)本。