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澳门新匍京客户端下载:一键升天,你咋不坐太空电梯上天呢

当然,随着苏联宇航员加加林在 1961 年 4 月 12
日首次代表人类飞向了太空,以及此后越来越多的火箭和人类踏足太空,今天的人类似乎对此也习以为常了。

释疑2

此外,电梯需要数天的时间完成爬升,我们该如何为它供能?爬升器需要大量的能源来爬升,我们是否需要一个核反应堆为太空电梯室供能?还是说我们使用高能激光束从地面向其供能?而且我们该去哪里找这36000公里长缆绳的原料?我们是应该在地球上建造它然后发射上太空?还是应该在太空中制造它然后把它降到地面上?开采小行星能否解决这个问题?

澳门新匍京客户端下载 1▲猎鹰
9 号海上回收

黑科技!日本将测试迷你太空电梯
直接到太空!

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原标题:一键升天!太空电梯了解一下

日本科研团队进行太空电梯的实验备受瞩目,很多人甚至开始幻想乘坐电梯进行太空观光的场景。不过,以目前的进展,太空电梯究竟什么时候可以实现?

简单地说,仍有一些重大的技术障碍需要克服,而且太空电梯也并不是没有风险。如果缆绳断裂的话,那将十分壮观(惨烈(=・ω・=))如果它在锚的附近断裂,由配重所施加的拉力会把整个电梯拽飞,一直飞到太空中去。如果缆绳在配重附近断裂,缆绳将会掉落下来(害怕.JPG)缠在地球四周,像鞭子一样到处乱甩,它在轨道上产生的碎片可能会对以后的太空飞行产生严重的影响。

创业未半而中道崩殂?

这样一部太空电梯之所以迟迟造不出来,最大的原因莫过于线缆的材料了。

全长 30000
多公里,这样长度与重量给线缆带来的强度和轻质上的要求必然是在人类历史上从未有过的,此前研究太空电梯的科学家也均表示制造线缆的材料在地球上不存在。

随着材料科学的发展,现在看来碳纳米管似乎是一个可行的方案,不过目前的技术也只能造出零点几米的碳纳米管,更不用说用在从地面直达太空不能有一丁点瑕疵的超级工程了。

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此外,假设在未来符合强度、重量标准的线缆被制造出来了,它在使用过程中还需要能抵御低层大气的大风、雷电、暴雨以及高层空间的辐射、太空垃圾等等。一旦线缆在低层断裂,整个上层的装置将像气球一样飞向太空;而若线缆在高层断裂,地球将拽着整条
30000 多公里的线缆四处乱甩,造成的后果也是可想而知的。

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当然,除了目前的材料还满足以及太空电梯本身不能出任何故障的缺点,太空电梯的竞争对手火箭也在迎头追上。

上文中提到目前「猎鹰 9 号」的发射成本大概约为每公斤 7000
美元,相较每公斤 200
美元的太空电梯来说确实还有不少差距,不过相较于不可回收的火箭每公斤约
20000 美元的成本,「猎鹰 9
号」已经有了长足进步,而且未来的发展也值得期待,更不用说火箭拥有更强的环境适应能力以及更快的速度。

澳门新匍京客户端下载 5▲一周上天还是有点久

只能说,距离太空电梯真正到来的那一天或许还有些遥远。

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想要了解太空电梯如何将我们送入太空,我们首先需要了解什么是天体运行的“轨道。”“在轨”的基本意思就是在朝某个物体坠落,但速度太快,以至于错过了那个物体。如果你在地面上扔出一个球它会在空中飞出一条弧线,然后落到地面,太空里,重力使你的运动方式和那个球基本相同。但是如果你横向移动的速度足够快,地球球面的形状会让你在被重力往回拉的同时,以同样快的速度朝远离它的方向飞出去。

从明朝时将自己绑在火箭椅上试图上天,却不幸在火箭爆炸中献出生命的万户,到
1903 年寒冬里乘坐自制飞机在空中飞行了 12 秒 36.5
米的莱特兄弟……古往今来,人类对头顶深邃的天空从未停止过好奇与向往。

太空电梯比火箭有何优势?

太空电梯将有4个主要组成部分:缆绳、锚、配重以及爬升器。太空电梯的“电梯”补分,由缆绳及爬升器组成,它从地球的表面延伸至太空中。爬升器类似于传统的电梯轿厢,就是一个沿着缆绳爬升的箱子。在电梯的底下是一个锚,它吧缆绳固定在地面上,这里也会有电梯的停泊处和入口。在电梯的顶部是负责将缆绳拉起来的配重,缆绳就像一根绷紧的绳子,被顶端配重的拉力维持着。配重处在地球表面上超过36000公里的位置,在配重的位置可能回是一个空间站,作为今后太空电梯中发射任务的基地。

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杨宇光表示,除了材料之外,太空电梯建造过程中还需要考虑如何躲避太空碎片的问题,以及可能会有其他卫星撞上来,最终可能会发生电梯被撞断裂的情况。另外,地球的转动并不是完全规则的,因此太空电梯随之运转的过程中可能遇到各种问题。

但我们究竟能不能建成这样一个东西?这很难说。其最大的挑战是缆绳,材料必须轻,便宜,并且用地球上最坚硬的材质制作。有一些很有前途的材料如石墨烯和金刚石纳米线,但即便是它们,强度可能也不够。而且,除了需要极高的强度,揽胜材料还必须要经受住来自大气层的腐蚀,能抗辐射,还要能经受微笑陨石和太空碎片的撞击。

我们的征途是星辰大海。

太空电梯的想法最早由俄罗斯科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基于1895年提出,他提议在地球静止轨道上建设一个太空城堡,用一根缆绳将地面与城堡相连,以此实现太空运输。1979年英国作家阿瑟·克拉克将这个概念写入了科幻小说《天堂的喷泉》,引起了公众的广泛关注。在科幻作家刘慈欣的作品《三体》中,也有关于太空电梯的描述。其实太空电梯的基本原理就是,用一条长缆绳,其一端固定在地球上,另一端固定在地球静止轨道(距离地面约3.6万千米)上运行的航天器或者空间站上,在引力和向心加速度的相互作用下,缆绳会绷紧,一个类似于电梯的升降舱在缆绳两端上下运动。

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真·天梯

事实上,在 1895
年,苏联的火箭科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基受巴黎的埃菲尔铁塔启发,便提出了可以在地球静止轨道(地球赤道上空
35786
公里,在这个轨道上的航天器绕地一周的时间与地球自转时间相同)上建设一座通天塔,并通过缆绳和地面相连。

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在过去的 100 多年中,这样的整体设计思路也没发生什么大的变化。

与船舶和海洋里的钻井平台一样,整个太空电梯装置在地面设有一个巨大的锚用于固定整个电梯的位置。而在太空里的另一端,则是一个用来提供拉力,将整个线缆绷紧的配重装置。至于在中间的,就是用来承载太空电梯上下运行的线缆了。

而在整个装置部署之后,乘客及货物可以搭乘电梯以每小时 200
公里的速度沿着线缆上天,整个行程大约为一周。

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至于这样的太空电梯建成之后的好处,自然也就是上文中提到的可以压缩运输成本。据预计,使用太空电梯在地球和太空间往返的运输成本将从目前「猎鹰
9 号」的每公斤约 7000 美元下降至约 200 美元(约合 1370
元人民币)。而更低的成本则意味着在太空里更大的想象空间。

6 月 27 日,历经 4 年,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的「隼鸟 2
号」探测器抵达了目标小行星「龙宫」附近,并将在进行 1
年多的观测和采集样本之后于 2020 年返回地球。

澳门新匍京客户端下载 10▲隼鸟
2 号

事实上,日本采集小行星样本的计划也只是全球各航天大国小行星采矿计划中的一部分。

去年,我国就公布了建设小行星基地的计划,并计划在 2020~2025
年间将机器人或宇航员送到小行星上,并将矿产带回地球;美国的 NASA 也计划于
2022
年发射飞行器前往「灵神星」小行星,值得一提的是,「灵神星」上的铁资源价值超过
1000 亿亿美元。

而如果太空电梯建成,它无疑将成为外星矿产与地球之间、人类与浩瀚的宇宙之间绝佳的中转站。

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不过问题来了,既然这样的太空电梯能带来这么多好处,那为何在这个概念被提出的
100 多年后的今天,它仍然还处在测试验证阶段呢?

杨宇光指出,即使无法实现3.6万千米的太空电梯,如果能够在地面建造一座一二百公里高的高塔,也是非常有意义的。因为从地面运送物体去太空需要穿过大气层,这个过程复杂且代价高昂,如果火箭不从地面起飞,而是通过高塔上升到百公里的高度起飞,不仅节省燃料,而且起飞的环境也改善了,那样就变成了真空环境。建造这样一座高塔相比于太空电梯来说更容易,但是目前还实现不了。

所以为了能进入绕地轨道,火箭既要能很快地向上飞,也要能很快地横向飞行。相对的,太空电梯则能借着地球自转的能量,得到很快的运动速度。想象一个孩子,正甩着连有绳子的玩具,同时他的手上有只蚂蚁,这只蚂蚁沿着绳子向上爬。随着它的上升,它横向移动的速度也越来越快。相比于火箭,使用太空电梯运送货物,你只需要提供向上的能量,横向运动的能量地球自转将会直接提供给你。

不过据日本《每日新闻》报道,来自日本静冈大学工程学院的研究团队将在日本种子岛宇宙中心发射两颗小型卫星,并计划在两颗卫星之间长
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米的线缆间进行测试,为之后能大幅削减人员、物资上天成本的「太空电梯」进行验证。

参与太空电梯实验的日本建设公司大林组还在单独推进研发工作。据大林组公司网站介绍,他们构想用碳纳米管制作缆绳,6组升降电梯依靠电动机在其上运行,升降舱将建成直径为7.2米的鸡蛋状,可承载30人。电梯从地面出发,预计8天到达空间站。该公司评估这一套太空电梯系统大约需要20年的建造时间,耗价约10万亿日元。大林组的太空电梯研发组负责人石川洋二接受《朝日新闻》采访时表示:“太空电梯从理论上来说可以实现。未来,太空旅行将盛行。”

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