“太空一日游”? 这个梦或许不再遥不可及

2017-04-10 13:45:15 来源:中国青年网 编辑:风云

新材料性能优异 1毫米直径细丝能吊450公斤重量

值得一提的是,在此进程中,还出现了另一种“天梯”搭建材料——“柴隆”纤维。

在20世纪80年代,美国为发展航天航空事业而开发了一种复合材料用的增强纤维,化学成分叫作聚对苯撑苯并双噁唑(PBO)。它具有十分优异的力学性能和物化性能,目前已经普遍应用于防弹衣制造中。这种超轻纤维所做的1毫米直径的细丝就能吊起450公斤的重量,从力学、耐热、阻燃性能等各方面来看,它都具备了用来打造“天梯”缆绳的条件。相比于碳纳米绳,它在原料价格和加工成本上也低得多。所以,当日本东洋纺公司于2004年实现了PBO纤维的工业化生产,并将它命名为“柴隆”后,它也被纳入了科学家们打造“天梯”的计划中。

然而“柴隆”纤维有一个致命弱点——它降解得太快。而“天梯”的缆绳显然不像很多电梯的简单部件那样,可以在失效之前随时更换。

看看各国科学家们的实践

不妨设想一下,如果“天梯”真的按计划搭建成功,我们甚至可以在一日之内往返于地球表面与离地表至少10万公里的外太空,完成“太空一日游”。如果不算搭建成本,这一趟往返成本可能比我们现在乘坐一次长途客运飞机还要便宜。那时人类文明将进入一个全新的“太空时代”,或许这也是科学家们积极研发“天梯”的动力之一吧。

美国的“月亮天梯”

至少需5万公里长缆绳,一次可运送30名乘客

据美国《今日宇宙》2011年7月26日报道,美国企业家迈克尔·莱恩在2003年成立了LiftPort公司,投入巨资研究从地球通往太空的“天梯”。目前他们的工作重心便是搭建从月亮到地球的“月亮天梯”。莱恩甚至宣称:“在5年到10年内,我们将实现‘月球天梯’的梦想。”

其设想是这样的:用一条长长的缆绳,一端固定在地球上,另一端固定在与地球同步轨道的平衡飞行器上;而在地球和月球之间,存在若干“拉格朗日点”,利用它们与地球和月球的相对位置是基本不变的这一特点,再从月球上固定长长的缆绳,与这些点连接;在引力和向心加速度的相互作用下,这些缆绳都将被绷紧,成为可以运输的路线,电梯梯厢(或者可叫作太空轻轨车)可以利用太阳能或激光能沿缆绳上下运动;人们在地球上的登梯点上天梯,在到达与地球同步轨道的平衡飞行器上后,经过转乘,登上直达月球的电梯,就能顺利到达月球了。

月球天梯至少需要长达5万公里的缆绳。而在正常情况下,太空梯可以一次运送30名乘客,在6个小时内就能抵达10万公里外的太空。如果搭建成功,每磅货物运输成本不过数百美元。这一计划也受到了美国宇航局的高度重视。

日本的“太空电梯”

预计于2050年完成项目,缆线约有9.6万公里长

日本大林建设公司2012年首次提出“天梯”计划,声称能在2025年开始建造一架太空电梯,预计在2050年便能完成一个完整的建造项目,他们设计的太空电梯缆线全长将为地球到月球距离的1/4,约有9.6万公里。设计者称,该“天梯”的梯厢可乘坐30人,如果以每小时200公里的速度运行,升到3.6万公里的高空要花去7天时间。对比之下,同样的距离,一架太空飞船只要一个多小时就走完了。

加拿大的“塔状天梯”

具有独立塔状结构,比迪拜塔还要高出20倍

目前地球上运程最长的迪拜哈利法塔电梯已长达800多米。而2015年8月,英国《每日邮报》报道称,加拿大的托特公司正在计划建造一个高度约两万米的“塔状天梯”。该公司已获得一项美国专利权,用于建造独立塔状结构,可从地球表面向空中延伸至万米。如果真的建成,这个太空塔的高度将成为“全世界上最高建筑物”,比迪拜塔还要高出20倍。

俄罗斯的“货运天梯”

从太空舱将缆绳送回地球,巧妙完成运货

据俄罗斯《真理报》报道,“天梯”这个设想将在最近几年有突破性进展。受欧洲太空署委托,俄罗斯萨马拉太空大学的科学家一直在研究建造这种可以把许多物品从国际空间站送回地球的装置。报道中称,俄罗斯科学家的该研究工作已进行到收尾阶段。这部“货运天梯”的主要工作原理其实并不复杂,装有货物的太空舱将通过一根从太空站延伸出来的30公里长的特别牢固的缆绳送回地球。缆绳重量不会超过6公斤,自然需要用特别材料制成。当其进入大气层后,缆绳会燃烧,货物则接着依靠自带气球的托力,继续缓缓地落向地球。据《羊城晚报》

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