【轉(zhuǎn)貼】太空電梯
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小 發(fā)表日期:2013-06-09 17:16 評(píng)論:0 點(diǎn)擊:1143
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http://g.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D220/sign=476e7291b31bb0518b24b42a067bda77/b3fb43166d224f4acebd0da009f790529822d159.jpg 太空電梯電腦效果圖
太空電梯的概念最早來(lái)自1970年,著名的火箭科學(xué)先驅(qū)者齊奧爾科夫斯基(Knostantin Tsiolkovsky)設(shè)想了一個(gè)建立在巨塔頂端的“天空城堡”(或許圣經(jīng)里的巴別塔更早,不過(guò)那里沒(méi)電梯)。
真正從技術(shù)角度描述了這個(gè)問(wèn)題的是阿瑟·克拉克。據(jù)英國(guó)《每日郵報(bào)》報(bào)道稱,科幻作家阿瑟·克拉克在1978年出版的《天堂之泉》(“Fountains of Paradise”)中曾描寫(xiě)過(guò)太空電梯的構(gòu)想,人們可乘電梯去太空觀光并運(yùn)送貨物。
太空電梯的主體是一個(gè)永久性連接太空站和地球表面的纜繩,可以用來(lái)將人和貨物從地面運(yùn)送到太空站。太空電梯還能用做一個(gè)發(fā)射系統(tǒng),因?yàn)樘针娞荼厝槐坏厍驇?dòng)旋轉(zhuǎn),而越高的地方速度越快,所以將飛船從地面運(yùn)送到大氣層外足夠高的地方,只要一點(diǎn)加速度就可以起航了。或者用太空電梯把零部件帶上太空站,在那里組裝。
相關(guān)計(jì)劃 俄羅斯http://h.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D220/sign=25669dd9a8d3fd1f3209a538004c25ce/aa18972bd40735fa4120404e9e510fb30e240870.jpg太空天梯計(jì)劃(5張)
最早提出太空天梯設(shè)想的人是俄羅斯著名學(xué)者齊奧爾科夫斯基。他提議在地球靜止軌道上建設(shè)一個(gè)太空城堡,和地面用一根纜繩連接起來(lái),成為向太空運(yùn)輸人和物的新捷徑。
所謂地球靜止軌道,是因?yàn)楫?dāng)在該軌道上的航天器以每秒7.27×10-5弧度的角速度繞地球運(yùn)行時(shí),正好與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同,故從地面上看去,好像固定在太空中不動(dòng)一樣,因此才被稱為地球靜止軌道。正緣于地球靜止軌道的這種特殊功能,齊奧爾科夫斯基才提出在它上面設(shè)置一個(gè)太空城堡,垂放一根纜繩錨在地球赤道上,就可成為通向太空的天梯。這架梯子可以筆直地通向靜止軌道,在無(wú)外力影響時(shí)它不會(huì)彎曲,能成為通往太空的運(yùn)輸線。
據(jù)俄羅斯《真理報(bào)》報(bào)道,“太空電梯”——這個(gè)世界上獨(dú)一無(wú)二的設(shè)想將在最近幾年有突破性進(jìn)展。受歐洲太空署委托,俄羅斯薩馬拉太空大學(xué)的科學(xué)家一直在研究建造這種可以把許多物品從國(guó)際空間站送回地球的裝置。
報(bào)道稱,俄羅斯薩馬拉城的科學(xué)家已將“太空電梯”的研究工作進(jìn)行到工作收尾階段。這部“太空電梯”的主要工作原理其實(shí)并不復(fù)雜,裝有貨物的太空艙通過(guò)一根30公里長(zhǎng)的特別牢固的纜繩送回地球。雖然纜繩很長(zhǎng),但其重量不會(huì)超過(guò)6公斤,需要用特別材料制成。當(dāng)其進(jìn)入大氣層后,纜繩會(huì)燃燒,而貨物則接著依靠氣球繼續(xù)緩緩地落向地球。
美國(guó) 1970年,美國(guó)科學(xué)家羅姆·皮爾森進(jìn)一步完善了太空天梯的設(shè)想。1999年,美國(guó)宇航局馬歇爾中心的先進(jìn)辦公室發(fā)表了《天梯:太空的先進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施》一文,標(biāo)志著天梯將從幻想走向現(xiàn)實(shí)。
2004年6月30日,在華盛頓召開(kāi)的第三屆國(guó)際天梯會(huì)議上,專家們對(duì)天梯這一宏偉構(gòu)想進(jìn)行了探討。時(shí)隔僅僅9個(gè)月,2005年3月23日,美國(guó)宇航局正式宣布太空天梯已成為世紀(jì)挑戰(zhàn)的首選項(xiàng)目。以研究天梯而著稱的西弗吉尼亞州費(fèi)爾蒙特科學(xué)研究所的布拉德·愛(ài)德華茲博士在論文中寫(xiě)道:“天梯可以使人類歷史實(shí)現(xiàn)跳躍性的發(fā)展。”他認(rèn)為自己構(gòu)想中的初版天梯可能在2019年問(wèn)世,其成本大約為70億~100億美元,與人類其他大型太空工程相比,這項(xiàng)費(fèi)用并不算太大。
太空天梯一旦建成,就可晝夜不停地開(kāi)展運(yùn)輸工作,把旅游者和貨物送入太空,并大大降低運(yùn)送費(fèi)用。現(xiàn)在火箭發(fā)射或航天飛機(jī)運(yùn)送每公斤有效載荷約需2萬(wàn)美元,而太空天梯運(yùn)送每公斤物品僅需10美元,從而能夠推動(dòng)空間技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。
在月球上建天梯
2012年,由美國(guó)航空航天局前工程師邁克爾-萊恩創(chuàng)辦的電梯港集團(tuán)公司宣稱,由于在月球上建太空電梯比在地球上建更容易,所以該公司可用現(xiàn)有技術(shù)在月球上建造一座太空電梯,并表示這一想法能在8年內(nèi)成為現(xiàn)實(shí)。
“大約在六個(gè)月前,我們的研發(fā)工作取得了根本性突破,我們認(rèn)為這一突破將改變?nèi)祟愇拿鳌保懊绹?guó)國(guó)家航空航天局工程師、現(xiàn)任美國(guó)電梯港集團(tuán)總裁邁克爾·萊恩表示,這個(gè)突破性的進(jìn)展可以讓他們借助現(xiàn)有技術(shù),讓搭載人造衛(wèi)星的火箭進(jìn)行月球單程之旅,以及成功建造能夠在月球使用的太空電梯,而這一想法可能在八年內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
據(jù)報(bào)道稱,該公司開(kāi)發(fā)的“太空電梯”系統(tǒng),計(jì)劃首先利用纜繩測(cè)試該系統(tǒng),然后才推出月球系統(tǒng)。該公司研究人員最終希望使用一個(gè)“太空電梯”把月球和空間站連接起來(lái)。為了實(shí)施這個(gè)龐大的計(jì)劃,他們?cè)诰W(wǎng)上發(fā)起了一項(xiàng)集資活動(dòng),希望為月球“太空電梯”籌得第一筆資金。資金主要用于創(chuàng)建一座與地面相連的懸浮球載平臺(tái),這樣機(jī)器人可以借助它向空中上升1.2英里(約合2000米)。
2001年到2003年期間,萊恩先是與美國(guó)國(guó)家航空航天局先進(jìn)理念研究所的團(tuán)隊(duì)合作,共同開(kāi)發(fā)“太空電梯”。2003年,他加入電梯港集團(tuán),通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了讓機(jī)器人在懸浮球載平臺(tái)的幫助下向空中上升了1英里(約合1600米)的試驗(yàn)。
由于經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響,該公司在2007年到2012年期間曾被迫關(guān)閉,很多人已經(jīng)離開(kāi)并參與到其他項(xiàng)目的研發(fā)當(dāng)中。萊恩說(shuō),他們正在培訓(xùn)一個(gè)新的合作團(tuán)隊(duì)。據(jù)了解,該公司進(jìn)行一年的可行性研究至少需要300萬(wàn)美元。
該公司希望,如果這項(xiàng)技術(shù)成功的話,也可以應(yīng)用在地球上的其他領(lǐng)域。比如,它們還可以在地球上充當(dāng)廉價(jià)的通訊塔,以幫助提供無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控農(nóng)作物生長(zhǎng)、預(yù)防森林火災(zāi),若在上面安裝攝像機(jī),人們還可以借助它來(lái)觀測(cè)一些自然災(zāi)害的后續(xù)情況。
日本 日本建筑公司大林組計(jì)劃建造一部太空電梯,將游客送入距地面約合3.6萬(wàn)公里的太空。太空電梯的纜繩將與太空中的一座空間站相連。根據(jù)大林組的計(jì)劃,太空電梯夢(mèng)想有望在2050年成為現(xiàn)實(shí)。
大林公司所設(shè)計(jì)的太空電梯纜線,全長(zhǎng)為地球到月球距離的大約四分之一,這相當(dāng)于9.6萬(wàn)公里。電梯纜線固定在地球地表一個(gè)定點(diǎn)上,另一頭系著一個(gè)起平衡作用的鉛墜。電梯電纜的中間部位是一個(gè)太空站,該太空站內(nèi)將建設(shè)實(shí)驗(yàn)設(shè)施及居住的空間。據(jù)介紹,升降機(jī)每次可以同時(shí)搭乘30名游客升入衛(wèi)星空間站中,讓他們有機(jī)會(huì)“站”在太空中欣賞宇宙美景。據(jù)悉,升降機(jī)需要花費(fèi)一周的時(shí)間才能到達(dá)空間站,但乘客們基本不需要接受任何太空旅行方面的訓(xùn)練。
該太空電梯被命名為“東京天空之樹(shù)”,高2080英尺。這座高塔還將作為一個(gè)數(shù)字廣播天線,陸續(xù)不斷地吸引東京以及更遠(yuǎn)地區(qū)的太空觀光游客。Satomi Katsuyama說(shuō):“我們的專家對(duì)建筑、氣候、季風(fēng)和設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了綜合分析,他們表示這座太空電梯具有一定的可行性。”
主要特點(diǎn) 1、游客無(wú)須進(jìn)行任何訓(xùn)練;2、電梯可重復(fù)使用;3、成本低。
如果選擇搭乘太空電梯這種方式,游客無(wú)需預(yù)先進(jìn)行任何訓(xùn)練,讓空間站成為一個(gè)真正意義上的度假勝地。太空電梯可以重復(fù)使用,由在軌基地的太陽(yáng)能電池板供電;這種交通方式,是一種將人類和貨物送入太空的低成本方式。[2]
主要用途太空電梯根據(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。 http://b.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D220/sign=6b6e6268a40f4bfb88d09956334e788f/4d086e061d950a7beb6443330ad162d9f3d3c9f0.jpg
太空電梯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,還可以載人。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%。英國(guó)的一項(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)于常用航天飛機(jī)運(yùn)送費(fèi)用的0.25%。
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