太空電梯
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美國太空總署概念圖
附太陽能發電衛星功能的概念圖
空间电梯,由於頂部直達外太空,所以又名天梯,是一种低成本将有效载荷从地球或其它星球的表面运输到空间的解决方案。
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部分 [编辑]
这个方案旨在建造一部称作空间电梯的运输工具。空间电梯由几个部分组成:
- 平衡锤:平衡锤是一个比较重的物体,放置于同步轨道上方。
- 缆绳:缆绳是一条十分长且结实的绳子,上粗下细,用于连接地面与平衡锤。
- 货舱:货舱用于装载货物,它可以顺着缆绳在空间和地面之间上下移动。
- 地面基站:地面基站用于将缆绳固定在地面上,并为货舱的移动提供能源,能量通过激光传送到货舱。
材料 [编辑]
奈米碳管是可行的材料之一
对于建造在地球上的空间电梯,平衡锤需要位于距离地面約3.6万千米上空,使用3.6万千米长的缆绳与地面连接。
这种缆绳必须十分结实,起初被亞瑟·查理斯·克拉克,於其小說天堂與噴泉中建議由單晶材料建造,但其不宜在地球重力下大量生產,但後來發明的碳纳米管也可以胜任。包括平衡锤和缆绳的质心位于地球同步轨道的高度,同时为了保证整个装置固定,地面基站通常建造在赤道附近,同时应该尽量选择商业飞行较少的区域,以避免飞机与缆绳或货舱相撞,同时缆绳和货舱还必须能够抵御来自风和闪电的袭击。
对于建造在月球上的空间电梯,要求相比地球要低,因为月球重力较小,且没有大气因素影响,自转速度较慢,且为同步自转。这种条件下,平衡锤可以建造在月球和地球的引力中点,即月球的拉格朗日點上。
歷史 [编辑]
空间电梯的概念最初出现在1895年,但是甚至就在几年前,它还仅仅只是一种科学幻想,因为找不到一种合适的材料来制造足够强度的缆绳。随着近年纳米技术取得的突破性进展,建造一部现实的空间电梯已经成为可能,预计其建造成本约100亿美元,远少于国际空间站或航天飞机计划的投资。
類似或配套設計 [编辑]
空间电梯並不是唯一可以不使用火箭,直接從地球飛上太空的方案,其他的方案可以和空间电梯組成一個完整的登天系統。
出現太空电梯的科幻作品 [编辑]
- 首先吸引公眾注意的是亞瑟·查理斯·克拉克的天堂的噴泉。
- 在動畫機動戰士GUNDAM00中,第一條太空电梯於23世紀末被建造,也是與太陽能發電系統共存的設施,設計概念與現實最符合。
- 在动画片宇宙骑士中,太空电梯被叫做拉达姆的外星生物占领,但該電梯是軌道環。
- 在超時空世紀中,被反叛人類的機器人佔領。
- 洛克人X8的Jakob
- 銃夢的沙雷姆和耶魯由軌道電梯連接
- 三体系列中为人类登上太空的主要途径
計畫 [编辑]
2012 年二月日本大林建設公司宣佈以 100 億美元建設太空電梯,時速 200 公里. 單程需 7 天,預計 2050 年落成.[1]
參考資料 [编辑]
外部链接 [编辑]