当前位置: 石墨 >> 石墨发展 >> 太空电梯是科幻小说还是人类的未来
目前火箭是人类进入太空的唯一途径,由于需要大量的液体燃料,因此每次都会有巨大的发射成本。虽然这种昂贵的发射成本是阻碍空间发展的因素之一,但“轨道电梯(Spaceelevator)”被认为是能够以比火箭更低的成本进入外层空间的想法。
我想有很多人梦想着像科幻世界一样,可以自由地前往宇宙......
目前的太空发展水平并没有实现科幻世界的条件,只有宇航员或富人才能进入太空的现状。
实现这样一个太空旅行梦想的想法之一是“轨道电梯”
要了解轨道电梯的原理,我们需要知道“轨道”的概念。火箭进入轨道,但进入轨道意味着继续坠落。
扔球会画出一条抛物线(弧线)并落到地上......
同样的事情也发生在宇宙中。在宇宙中,你可以通过快速飞行来继续飞行,也就是说,你可以绕地球飞行。
为了从地球进入轨道,火箭必须消耗大量的燃料并达到可以进入轨道的飞行速度。
另一方面,如果你能从像外太空这样的高处发射火箭,你可以用更少的燃料获得速度。
你可以理解孩子们对火箭玩具的思考,并以蚂蚁为例。即使挂在孩子手上的蚂蚁跳起来,也只能飞一点。
这就像蚂蚁如果被玩具背着,可以跳得很远一样。
换句话说,如果火箭可以从外太空发射,那么初始速度非常快,因此我们可以以允许火箭绕着少量燃料运行的速度发射火箭。它还将能够在行星际导航中获得巨大的优势。
有了轨道电梯,太空发展的新世界就打开了。然而,制造轨道电梯需要巨大的费用。无论它是否与价值相匹配,AtlasV火箭的一次发射成本为1.6亿美元到1.87亿美元。
AtlasV火箭在发射时总共需要吨液体燃料。
当您使用AtlasV火箭发送“太空快递”时,每公斤花费万美元。
这是笔巨资,送人要万美元,汽车要万美元,空间站要上亿美元。
这些巨大的成本是太空发展的最大瓶颈。即使技术已经建立,太空火箭也不太可能像飞机一样轻松使用。
因此,据估计轨道电梯的安装成本将为亿美元。一旦做到了,就可以用轨道电梯运输货物,运送货物进入太空的成本将极大的减少。
每公斤的货物运输金额为美元。如果完成携带万吨货物,则相当于两个空间站。
这样的轨迹电梯是如何工作的?轨道电梯的主要部件是“系绳(绳索)”,“重量”,“锚(锚)”和“电梯体”。
用系绳连接地球侧锚和外层空间的重量......
如果将电梯体系在系绳上,就可以像普通电梯一样在宇宙和地球上下移动。
系绳需要多达3,公里的长度,大约是地球直径的三倍。如果是将如此长的系绳拉直的重量,则可以放置火箭发射器。
虽然轨道式升降机的机构已经以这种方式发明,但要真正做到却是极其困难的。特别是系绳需要轻巧便宜,而且比现有物质更坚固。石墨烯和碳纳米线虽然被列为系绳的候选者,但据说强度不足。
除了强度之外,我们还必须考虑针对雨水腐蚀,空间辐射和空间碎片的对策。
此外,电梯上升到太空需要几天时间,它需要一个产生巨大能量的电源。
目前还没有找到合适的方法,是否将核反应堆放在电源上,或者它是否可以用激光进行管理。
即使决定了系绳的材料,也不确定如何采购3,公里的材料。
虽然这种材料可能来自从另一个星球上发现大量的矿物质......
技术挑战,例如是从太空延伸系绳还是从地球延伸,也是个问题。
还必须考虑事故的危险。如果从嵌入地球地面的锚延伸的系绳被切断......
太空锚带着大量的系绳飞离地球。此外,还可能存在电梯升降机落地的灾难。
另一方面,如果锚的系绳断裂......
一根三倍于地球直径长度的绳子和电梯的升降机可能会变成巨大的碎片,绕着地球飞来飞去。
因此,如果要制造一个轨道电梯,失败是不能容忍的。这与说《星球大战》的尤达是一样的:“做或者不要。没有尝试。”
为了减少技术难度也有人建议“尽量利用月球来完成”。
由于月球上的重力比地球轻,因此可以使用现有的物质,如凯夫拉尔作为系绳。
现在来看,制造轨道电梯是一项非常困难的挑战,尽管它可以获得各种好处。
如果轨道电梯建成,就意味着真正的“宇宙时代”,实现了科幻世界场景。