日本放言在2050年建成太空电梯,有可能

地球是人类的摇篮,但人类不可能永远呆在摇篮里,那么人类未来能离开地球这个摇篮吗?比如说乘坐目前地球随处可见的电梯,就能在地球和宇宙空间里穿梭,这个设想来自苏联宇航学家康斯坦丁,他让太空电梯这个概念走进了人们的视野,但在更早前《圣经旧约创世纪》中有记载,在大洪水之后,人们想联合起来建一座通天的高塔,也就是巴别塔,这一举动引发了上帝的震怒,于是把人类的语言分成了几百种,人和人之间没有办法交流,巴别塔自然就建不成了。

之后就是康斯坦丁更为合理的太空电梯设想,那么什么是太空电梯?简单来说就是在地球的静止轨道上建一个空间站,用一根缆绳将空间站和地面连接起来,从而架起一条向太空输入人和物的捷径。之所以选择地球静止轨道,是因为地球静止轨道上的航天器,是以每秒钟7.27乘10的负5次方弧度的角速度绕地球运行的,这正好与地球自转的角速度相同,从地面上看去航天器就好像固定不动,而地球静止轨道位于赤道上空3.6万公里处,所以这项科技感十足的超级工程,至少需要一根长度达3.6万公里的缆绳。

缆绳的研发是太空电梯工程中最重要的一,因为它要同时承受地面和太空的拉力,还得应对不时出现的危机,比如超强台风、地震或者飞机撞击,所以问题就来了,要用什么材料来制作缆绳?年,日本科学家饭岛澄男发明出了碳纳米管,这种材料非常细小,但强度高,柔韧性好,可以制成纤维,从理论上来说,宽一米,薄度像纸一样的碳纳米管就可以支撑起13吨的重量,但是碳纤维纳米管没有办法实现量产。

年,清华大学的团队制造出了半米的碳纤维纳米管,打破了这一领域的世界纪录,但离太空电梯想要的3.6万公里还差的很远,就目前的技术水平来看,我们还需要等很多年。接下来是电梯的运行问题,太空电梯毕竟不是传统的电梯,电梯想要爬上3.6万公里的空间站,最简单的方法就是在电梯上装马达,带动夹着揽带的一组轮子转动,从而获得向上的动力,马达的电源可以从揽带上获取,或者在电梯里安装一个发电机,但这两种方法都会增加电梯的重量。

还有一种方法是在电梯上装上两片反光板,利用从地面发射的激光将电梯舱“射”上去,听起来很科幻,但已经有实验表明,只要激光的能量够大,这个方案就可行,剩下的就是空间站和地面的基站问题。我们前面说了,要在赤道上空的静止轨道上建立太空电梯空间站,赤道也是距离地球静止轨道最近的区域,从这里发射航天器,将省下一大笔变轨所需的燃料和资金,基于这个情况,大家自然是优先考虑在赤道建造太空电梯发射场。

但是这个区域仅有的国家经济和技术发展水平都不太够看,航天大国想要修建太空电梯,就必须考虑和赤道国家合作了,一旦合作达成,日后我们可能就会看到这样的场景,赤道国家造出一座座发射场,并且成为太空电梯和地面基站的交通枢纽,整个国家的经济和技术水平肯定也会跟着飞升,你觉得哪个赤道国家有建造地面发射场的可能性?

最后是缆绳另一端的空间站了,事实上空间站不是放在地球静止轨道上,而应该是更高一点的位置,因为整条缆绳加空间站全体的重心,要放在地球静止轨道上才不会发生偏离,随着缆绳加粗,空间站的位置还得不断调整,所以说空间站的建造会非常复杂,但如果一切顺利的话,建成的空间站不仅可以发挥平衡锤的作用,还可以当做人类前往其他星球的发射台。

或许在未来,我们这些普通人花个几千块钱就能上太空玩了,日本就曾放言,要在年建成一条太空电梯,让不需要接受任何特殊训练的游客,只花费一个星期的时间就可以踏进宇宙观光,你觉得这能实现吗?总的来说,太空电梯在理论上是可行的,但要具体操作起来,我们可能还得观望很多年,想象一下,太空电梯一旦建成,地球会变成什么模样。

这可能将是人类史上最伟大的世纪工程,地球上的居民可以通过世界各地的太空电梯大规模地转移到地球外层的空间中定居,而地球外围可能会建起成千上万座大大小小的空间城,空间城之间又会有索道相连,从火星或者金星的角度向地球看去,地球的外围可能就像蛛网一样,布满密密麻麻的网络。




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