“天梯”示意圖，紅線(xiàn)為纜繩。
在科技領(lǐng)域素來(lái)敢為天下先的日本科學(xué)家又推出驚人計(jì)劃,他們打算將此前僅存在于科幻小說(shuō)描寫(xiě)中的“天梯”——太空升降艙變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
運(yùn)輸物資也可載人
太空升降艙也被稱(chēng)為“太空電梯”。根據(jù)科學(xué)家們的設(shè)想,一條從距離地面3.6萬(wàn)公里的地球同步衛(wèi)星向地面垂下一條纜繩至地面基站,并沿著這條纜繩修建往返于地球和太空之間的電梯型飛船,往來(lái)運(yùn)輸物資。
參與研究的科學(xué)家告訴英國(guó)《泰晤士報(bào)》記者,太空升降艙可以搭載包括大型太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)、核廢料等各種物品,當(dāng)然還可以載人。
《泰晤士報(bào)》說(shuō),直到目前,人類(lèi)都不得不通過(guò)火箭推動(dòng)克服地球引力、把自己“拋出”大氣層的方式進(jìn)入太空,而太空升降艙則可以讓21世紀(jì)的宇航員享受到更為愜意的太空旅行。
更重要的是,太空升降艙上天不需要攜帶大量燃料,預(yù)計(jì)所耗能量不過(guò)為宇宙飛船發(fā)射的1%。英一項(xiàng)測(cè)算顯示,用太空升降艙運(yùn)送一個(gè)人和行李的費(fèi)用僅相當(dāng)于目前用航天飛機(jī)運(yùn)送的0.25%。負(fù)責(zé)太空升降艙研制的日本太空升降艙協(xié)會(huì)主席小野秋一(音譯)說(shuō):“就像出國(guó)旅行一樣,人人都可以坐著‘電梯’上太空。”
材料必須輕便又堅(jiān)固
建造太空升降艙的構(gòu)想引起了全球科學(xué)家和科研機(jī)構(gòu)的興趣。《泰晤士報(bào)》說(shuō),目前世界范圍內(nèi)同時(shí)有幾個(gè)太空升降艙研發(fā)計(jì)劃正在進(jìn)行當(dāng)中。一些機(jī)構(gòu)還對(duì)能夠在這一方面取得突破的個(gè)人和組織“懸賞”。
而無(wú)論對(duì)于科學(xué)家還是宇航員,在實(shí)現(xiàn)“天梯”夢(mèng)想前都必須克服一系列難題。其中最關(guān)鍵的問(wèn)題在于應(yīng)該用何種材料建造太空升降艙賴(lài)以起落的纜繩。這種材料必須比目前已知的各種纖維更堅(jiān)固也更輕便,才能承受住太空升降艙的重量。從理論上計(jì)算,制作纜索的材料強(qiáng)度必須達(dá)到鋼強(qiáng)度的180倍左右。
此外,為了保持平衡,在衛(wèi)星背向地球的一側(cè)也要架設(shè)數(shù)萬(wàn)公里的索道,使得整條索道全長(zhǎng)達(dá)到約10萬(wàn)公里,相當(dāng)于地球到月球距離的約四分之一。
造價(jià)可能為93億美元
不過(guò),隨著納米技術(shù)的發(fā)展,科學(xué)家不斷開(kāi)發(fā)出質(zhì)量輕、強(qiáng)度高的碳納米管纖維材料,現(xiàn)有的此類(lèi)纖維材料強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到了所需強(qiáng)度的約四分之一,使得修建太空升降艙逐漸成為可能。
至于推動(dòng)電梯型飛船進(jìn)入太空的動(dòng)力,日本大學(xué)精密機(jī)械工程教授青木吉雄說(shuō):“我們考慮采用在新干線(xiàn)列車(chē)中采用的技術(shù)……碳納米管是良好的電導(dǎo)體,我們?cè)诳紤]全程配備另一條纜繩用來(lái)供能。”據(jù)估算,采用以上技術(shù)的太空升降艙建造費(fèi)用約為93億美元。《泰晤士報(bào)》說(shuō),對(duì)于這樣一項(xiàng)浩大工程,這一價(jià)格“低得令人吃驚”。
至于太空升降艙項(xiàng)目的具體時(shí)間表,則將在日本今年11月主辦的首屆“太空升降艙會(huì)議”上討論形成。
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