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“太空电梯”让人“一步登天”
作者: 2015-08-18 09:15:39 浏览:124
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  这或许是每个孩子都曾有过的想法,为什么要向太空发射火箭,而不是建一部直达太空的巨型电梯。 如今这或将成为现实,科研人员已发明一种可充气“太空电梯”,建成后高度达2万米,直插云霄。

  一步登天

  英国《每日电讯报》16日报道,加拿大托特技术公司已被授予这项“太空电梯”专利。

  根据这家公司的新设计,这部“太空电梯”被称作“托特X塔”,由一些加固部件组成,顶端有一条可供发射航天飞机或卫星载荷的跑道。利用复杂的飞轮组合来抵消弯曲,塔将垂直而立。

  蓝图中,加压车可在这一建筑核心内行驶,就像在传统的气动系统管道内一样,或是就像缆车一样从塔外部爬升。每辆车可运载大约10吨重货物。

  因塔的高度达到平流层,从那里向太空发射航天飞机或卫星会更容易。

  “宇航员将通过电梯升至大约2万米的高度,”发明者布伦丹·奎因说,“从塔顶,航天飞机将仅用单节火箭便可发射至轨道,还可返回塔顶重新加注燃料并再次起飞。”

  前景广阔

  现阶段,向太空发射火箭效力极低,原因便是火箭需携带大量燃料,才能产生巨大动力以摆脱惯性和大气阻力而起飞。

  托特技术公司估计,“太空电梯”应用后,航天飞机将无需携带那么多燃料,从而使得太空飞行的成本能节省大约三分之一。

  设计者设想,通过降低飞行成本和使旅行更便捷,这一“通天塔”将开辟太空旅游新天地。而且,它还可被用作科学研究、通信、风力发电等目的。

  “在海拔2万米的地方降落,将使太空飞行更像乘坐客机一样,”托特技术公司总裁和首席执行官卡罗琳·罗伯茨说。

  奇思妙想

  “太空电梯”的设想最早由俄罗斯科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基1895年提出。不过,他当时提出的是建一座直达地球静止轨道的独立塔,而那距地面高度大约3.5万千米。

  “托特X塔”尽管没有达到这一高度,但将比地球上目前最高的人造建筑阿联酋的哈利法塔高出大约20倍。

  1979年,英国科幻作家阿瑟·C·克拉克在其小说《天堂的喷泉》中也提及太空电梯,称用它把货物直接运送至卫星可节省成本。

  英国奥雅纳工程咨询公司建筑工程师彼得·德布尼则从教堂的尖顶中受到启发,去年提议可利用圆锥形状抵消地心引力来建造太空电梯。综合新华社电

  电梯结构

  基 座 基座基本上是在赤道上,因为这样从地球同步轨道上垂下来的距离最短。基座有提出固定式和漂移式两种选择,其中固定式的比较容易完善周边的硬件设施(发电器材、指挥所、太空港),但漂浮式的,无论是海上的大型平台甚或是平流层中的大型飞行平台,都有借移动来躲避不良气候或太空杂物的可能,因此也有不少支持者。

  缆 绳 事实上称之为(缆带)可能更合适,因为如今的设计都倾向于使用一条扁长,像录音带那样的带子做为主缆绳。这条缆带也不会是从头到尾一样粗的——据计算在地球同步轨道处缆带所承受的拉力最强,因此这地方会最粗,然后向两边变细来节省重量。缆带的材质问题是阻挠太空电梯发展的最大因素,人类已知的材料硬是没有一种能达到太空电梯所求的强度/重量比。最有希望的材质是碳纳米管。一但材料科学的研究以及大规模的生产起来,缆带终究会有解决的方案的。

  电梯舱 电梯舱是在缆绳上爬的那个部份。太空电梯毕竟不是传统电梯,从天上垂一根超长的绳子下来把电梯吊上去是不太可能的——电梯要自已想办法爬上去。最简单的方法是在电梯上装马达,带动夹着缆带的一组轮子转动,从而取得向上的动力。

  太空站 最后,是在缆绳另一端的太空站。太空站是必须的,因为要抵消缆绳的重量。事实上,意想中的太空站不是放在同步卫星轨道上,而是更高一点点的位置,因为整条缆绳加太空站全体的重心要放在地球同步轨道上才不会发生偏离。太空站的建造会相当麻烦,因为随着缆绳的加粗,太空站的位置要不断地调整。但一切顺利的话,到最后太空站除了可以当平衡锤之外,还可以当作人类前往其它星球的发射台呢!

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