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太空電梯將實現,高3.6萬公里,老百姓的航天夢可以實現了

太空電梯

太空電梯是一端連在地球上的,所以它的角速度和地球自轉速度相同的,但是電梯的另一端是在太空中的,如果電梯超過同步衛星軌道它的速度就會大於圍繞地球做圓周運動的速度,所以它必定會作離心運動。

先來簡單說下啥是太空電梯,太空電梯最早出現在科幻小說中,是一種可以直接將物體送上3.6萬公里高度的電梯,在3.6萬公里這個高度上,位於赤道的太空電梯和地球的角速度相同,可以像同步衛星一樣跟著地球同步運動。

太空電梯

理想設計中的太空電梯除了可以實現將人送上太空飽覽宇宙的風光之外,最重要的用途在於大大降低了物資補給和衛星升空的成本,據計算每千克物質通過火箭發射升空需要花費的成本是2萬美金,而通過電梯運送,這個成本直接降低了1000倍,太空電梯還可以充當小型衛星發射的助推器,利用地球自轉的能量可以節省很大的資源。

實際上,建造太空電梯是有深厚的科技背景作為支持的,具體而言就是在地球軌道附近建造太空站,此處距離地面3.6萬km,太空站的運行速度與地球自轉速度相同,這樣就相當於太空站相對於地球靜止。然後建造一條天梯,連接太空站與地球赤道上的基站,通過磁懸浮技術為電梯的客貨艙提供推動力,從而實現太空與地面的客貨運輸交流,電梯的時速可達數千公里。太空電梯的運行成本很低,根據英國的一項測算可知,用太空電梯運送一個人和行李的費用僅相當於太空梭運送費用的0.25%。

太空電梯

太空電梯這種未來運輸方式雖然物美價廉,並且應用前途光明,但是建造起來並不容易。需要解決的關鍵技術問題是電梯材質的選擇,世界上有何種材料能堅固到即使延伸3.6萬km而不被扯斷呢?在碳納米管問世之前,太空電梯確實僅僅停留在科學幻想階段,而1991年日本電鏡學家飯島博士發明了碳納米管之後,一切不可能開始變得可能。碳納米管具有良好的力學性能,抗拉強度達到50~200GPa,是鋼的100倍,而密度卻只有鋼的1/6,是一種比較理想的建造太空電梯的材料。

從1990年代開始,美日等國很多高技術企業投入力量研究太空電梯,努力將其實用化。或許在過50年,太空電梯建設完畢,投入商用,這樣我們每個人都可以爬上太空,賞月!

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