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制作太空梯的構(gòu)想

來(lái)源:本站 | 作者:admin | 時(shí)間:2006-05-24 09:59:39 ]
 
構(gòu)想圖

讓人造衛(wèi)星放下梯子以建立“登天之塔”是在上世紀(jì)70年代英國(guó)著名科幻作家阿瑟·C·克拉克的小說(shuō)《天堂的噴泉》中提出來(lái)的。他設(shè)想在地球赤道上空的一顆地球同步軌道衛(wèi)星上向下伸展出一個(gè)梯子,由于同步衛(wèi)星在天空中相對(duì)于地面沒(méi)有移動(dòng),所以人類(lèi)可以乘坐電梯到達(dá)近地宇宙空間做觀光旅游。當(dāng)時(shí)有人問(wèn)他需要多少時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)太空梯的夢(mèng)想,他說(shuō),在大家停止微笑后的50年。

今年一家位于美國(guó)西雅圖的公司主動(dòng)挑起了制造太空梯的重?fù)?dān)。目前美國(guó)航空航天局的高級(jí)設(shè)計(jì)研究所已投資制造太空梯,全部資金大約需要70到100億美元。8月12日在華盛頓州的西雅圖市召開(kāi)了第一屆國(guó)際太空梯會(huì)議,到會(huì)的專(zhuān)家來(lái)自各個(gè)領(lǐng)域,從材料科學(xué)、橋梁建造和航天技術(shù)到法律、商業(yè)和財(cái)經(jīng)領(lǐng)域應(yīng)有盡有。該公司專(zhuān)家認(rèn)為第一架太空梯將在下一個(gè)十年建成。

從理論上講,太空梯并不神奇。在地球赤道的海面上建造一個(gè)平臺(tái),用飛船放下一條長(zhǎng)達(dá)10萬(wàn)公里的繩索,把它固定在平臺(tái)上,隨著地球一起旋轉(zhuǎn),由于旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力剛好抵消了地球的吸引力,它便得到了一個(gè)向外的張力,于是,太空梯就從地球到太空豎立起來(lái)了。它就像你在頭頂上甩動(dòng)一根一頭拴著小球的繩子一樣。然后,用一個(gè)由激光提供能量的爬升器在纜繩上上下移動(dòng),運(yùn)送飛船、建筑材料甚至乘客。

但是難就難在制造這根繩子的材料,它既要異常堅(jiān)硬又要異常輕巧,還要能抵抗任何腐蝕。為了這個(gè)曾被稱(chēng)為“無(wú)法得到”的材料,科學(xué)家們足足等待了幾十年。直到1991年NEC公司的日本科學(xué)家飯島住男發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)在叫做碳納米管的材料,事情才有了轉(zhuǎn)機(jī)。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)碳納米管有意想不到的性質(zhì),它比鋼堅(jiān)硬100倍,重量卻只有鋼的五分之一?,F(xiàn)在碳納米管已經(jīng)走出實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)入實(shí)用階段。這樣至少在理論上已經(jīng)解決了太空梯的材料問(wèn)題。

有了材料,如何來(lái)制造太空梯呢?科學(xué)家們?cè)O(shè)想,先把一個(gè)攜帶太空梯半成品的飛船或航天飛機(jī)發(fā)射到和地球同步的靜止衛(wèi)星所在的軌道上,使其和地球同步飛行。把這個(gè)半成品的太空梯從飛船上放下來(lái),落到赤道海面上的平臺(tái)上。把半成品的太空梯固定在平臺(tái)上,然后,飛船就漂浮在上面。接著再用一個(gè)由激光束提供能量的爬升器在這個(gè)太空梯的半成品上上下移動(dòng),把其他建造太空梯的纜繩擰在這個(gè)太空梯半成品上,進(jìn)一步建造太空梯,這大約要用兩年半的時(shí)間。這樣,太空梯才最后建成。

建成后這個(gè)爬升器就可以沿著太空梯把物資、成噸重的衛(wèi)星甚至人緩緩運(yùn)送到離地面3.6萬(wàn)公里的近地軌道上,時(shí)間大約需要七天半左右,回來(lái)也大約需要這么長(zhǎng)的時(shí)間。進(jìn)一步還可以建造通向月球,甚至火星的行星際太空梯,到那時(shí)在太陽(yáng)系里遨游就不再是難事。而且價(jià)格低廉。目前估計(jì)需要幾百美元運(yùn)送一磅,將來(lái)爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)用很少的美元就可以運(yùn)送一磅物資。

當(dāng)然,太空梯要抵御的災(zāi)難也不少。閃電和風(fēng)云雨雪的沖擊,穿越電離層的考驗(yàn),小行星、彗星、流星的襲擊,原子氧和高層大氣中的硫酸對(duì)纜繩的侵蝕,和衛(wèi)星、太空碎片的碰撞,再加上人類(lèi)之間沒(méi)完沒(méi)了的自相殘殺,難保不會(huì)有人打太空梯的主意。而這種碳納米管對(duì)人類(lèi)健康的影響也要考慮在內(nèi)。這些問(wèn)題都需要研究者加以考慮。

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