乘電梯上太空有望實(shí)現(xiàn)

時(shí)間:2009-11-09

來(lái)源:中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng)

導(dǎo)語(yǔ):運(yùn)輸艙的承載量,必須盡可能達(dá)到最大。一部太空電梯當(dāng)然不僅僅只能是運(yùn)送人這么簡(jiǎn)單,必須還能夠?qū)⑻?yáng)能發(fā)電機(jī)或者地球上大批放射性核廢物運(yùn)送到太空中進(jìn)行銷毀或是再利用

  目前人類要登上太空,還是只能依靠巨大的燃料消耗,像發(fā)射巨型禮炮似的將人類射入神秘而遙遠(yuǎn)的太空世界。也許在不久的將來(lái),當(dāng)我們想進(jìn)入那個(gè)遙遠(yuǎn)的神秘世界時(shí),可能就只是動(dòng)動(dòng)手指,按幾個(gè)按鈕的工夫了。   美國(guó)和日本等國(guó)的科學(xué)家們一直在積極地進(jìn)行太空電梯的相關(guān)研發(fā)工作,幾項(xiàng)極具競(jìng)爭(zhēng)力的太空電梯制造項(xiàng)目也正在啟動(dòng)當(dāng)中,各種材料的制作,各個(gè)部件的研發(fā)都在緊鑼密鼓地進(jìn)行著。日本科學(xué)家還專門(mén)成立了“日本太空電梯協(xié)會(huì)”(Japan Space Elevator Association),來(lái)投入對(duì)此項(xiàng)目的研究。此外,世界各國(guó)的科學(xué)家以及像NASA這樣相關(guān)的政府組織也在積極關(guān)注這項(xiàng)工作。值得一提的是,太空電梯項(xiàng)目相關(guān)的科學(xué)研發(fā)組織還專門(mén)為此設(shè)立了電梯艙最佳及最快設(shè)計(jì)獎(jiǎng),積極鼓勵(lì)相關(guān)的研究設(shè)計(jì)創(chuàng)新。 “上太空就像出國(guó)一樣”   “太空電梯”的設(shè)想是由著名科幻小說(shuō)大師阿瑟·克拉克(Arthur C. Clarke)在1979年的著作《天堂噴泉》(The Fountains of Paradise)中首次提出的。與電影《星際迷航》(Star Trek)中的“折疊驅(qū)動(dòng)器”(Warp Drive)或是H.G. Wells的“時(shí)間機(jī)器”(The Time Machine)不同,太空電梯的設(shè)想并沒(méi)有過(guò)多科學(xué)定律的參與,它呈現(xiàn)出的是一系列異常復(fù)雜的工程問(wèn)題   當(dāng)然,首先需面對(duì)的一個(gè)重大難題就是電纜的制作。這條上下加起來(lái)至少得達(dá)到22000英里,也就是36000千米的電纜線或是其他扁平的帶狀線纜,是用來(lái)帶動(dòng)升降運(yùn)輸艙的。   當(dāng)然電纜本身的超輕重量和超高強(qiáng)度自是不必說(shuō),它們必須能夠抵御得住來(lái)自大氣層內(nèi)外的各種沖擊和壓力。根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)小組的介紹,碳納米管(Carbon Nanotube)是目前最佳解決方案。這種由高精微粒子所形成的纖維材質(zhì)目前正由日本一家大型的紡織企業(yè)研制開(kāi)發(fā)并大量生產(chǎn)。   據(jù)日本大學(xué)精密儀器工程學(xué)教授、同時(shí)也是日本太空電梯協(xié)會(huì)的研究員青木芳夫(Yoshio Aoki)對(duì)《泰晤士報(bào)》介紹,太空電梯所用的電纜線必須是目前最結(jié)實(shí)的碳納米管的四倍強(qiáng)度,也就是相當(dāng)于普通不銹鋼材質(zhì)180倍的強(qiáng)度。在過(guò)去的5年中,劍橋大學(xué)的相關(guān)研究人員已經(jīng)把這種材質(zhì)的強(qiáng)度提高了大約100倍。   而同樣的,當(dāng)電梯升入太空后,其供電問(wèn)題也是一大難題。青木芳夫教授說(shuō):“我們正在考慮,看看能不能利用高速子彈頭列車的相關(guān)技術(shù),而且碳納米管是極佳的導(dǎo)電材料,因此我們還可以再利用一根纜線專門(mén)用來(lái)提供整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程的供電需求?!?   運(yùn)輸艙的承載量,必須盡可能達(dá)到最大。一部太空電梯當(dāng)然不僅僅只能是運(yùn)送人這么簡(jiǎn)單,必須還能夠?qū)⑻?yáng)能發(fā)電機(jī)或者地球上大批放射性核廢物運(yùn)送到太空中進(jìn)行銷毀或是再利用。   日本計(jì)劃在11月份舉行一次國(guó)際會(huì)議來(lái)為太空電梯項(xiàng)目的具體運(yùn)行制作一張時(shí)間表。日本太空電梯協(xié)會(huì)主席Shuichi Ono在講述這一計(jì)劃時(shí)興奮地說(shuō)道:“以后就像是出趟國(guó)一樣,任何人都能夠乘電梯升上太空。” “不是一個(gè)可能性問(wèn)題,而是時(shí)間問(wèn)題”   在“太空電梯協(xié)會(huì)”緊鑼密鼓研究的同時(shí),CNN的消息稱,美國(guó)的LiftPort公司以及NASA也都在致力于將這個(gè)科幻夢(mèng)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),NASA還擁有400萬(wàn)美元的太空電梯基金,以鼓勵(lì)相關(guān)的成功設(shè)計(jì)。在美國(guó),至少有300位科學(xué)家在為此而奮斗。此前在2006年,LiftPort就曾經(jīng)宣布,他們已經(jīng)成功地制造了1英里的太空電梯,機(jī)器人可以沿著電纜爬行300米左右。根據(jù)LiftPort的時(shí)間表,2018年是他們計(jì)劃中太空電梯成功“登天”的時(shí)候。而日本太空電梯聯(lián)合會(huì)則認(rèn)為到2030年,太空電梯應(yīng)該已經(jīng)開(kāi)始投入建設(shè)了。   不過(guò)在一片衰退和經(jīng)濟(jì)危機(jī)的哀聲當(dāng)中,這樣的樂(lè)觀前瞻是否能夠順利實(shí)現(xiàn),仍然是一個(gè)問(wèn)題。并且,除了經(jīng)濟(jì)方面的原因之外,技術(shù)上的障礙也仍然擺在人們面前。美國(guó)麻省理工學(xué)院太空航空學(xué)教授杰夫·霍夫曼(Jeff Hoffman)就認(rèn)為這個(gè)項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)還有待時(shí)日,“我們要找到能夠伸展3萬(wàn)公里的材料,盡管這很難,不過(guò)我肯定,假以時(shí)日,我們能做到。這不是一個(gè)國(guó)家或者一個(gè)公司能做到的事情,必須要全世界一起來(lái)努力”。   其他的困難,還包括如何建立電梯所在的基地,如何設(shè)計(jì)以及選址的問(wèn)題?;舴蚵淌谕嘎?,幾個(gè)可能的選址包括了南中國(guó)海、西澳大利亞以及太平洋(601099,股吧)上的加拉帕戈斯群島。這些地方都不會(huì)被臺(tái)風(fēng)侵襲,可以保證太空電梯的安全。“因?yàn)樘针娞菪枰惭b在和地球相對(duì)位置不變的軌道上,因此在靠近赤道的地方修建比較理想。”   “修建太空電梯不是一個(gè)可能性的問(wèn)題,而是一個(gè)時(shí)間問(wèn)題。我不知道它會(huì)不會(huì)在我的有生之年修建成功,或者是還需要100或者200年。但是它離我們的距離已經(jīng)足夠近了,因?yàn)槲覀円呀?jīng)可以在現(xiàn)實(shí)的層面上來(lái)談?wù)撍?。”霍夫曼教授雖然對(duì)具體的時(shí)間表不太確定,但是他卻相信,太空電梯將會(huì)開(kāi)辟人類歷史的一個(gè)新時(shí)代,“它對(duì)于人類技術(shù)是革命性的,不光只對(duì)空間旅行而言”。
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