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日本欲研制太空梯总长10万公里

科普小知识2022-05-01 07:56:58
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据英国《泰晤士报》报道,日本科学家在将科幻变成现实的探索中取得了巨大成就,从半机械女佣、水力汽车、狗语翻译到“火箭靴”。今天,日本最优秀的科学家正在尽一切努力将最伟大的科学概念——太空梯——变成现实。电缆总长度将达到10万公里。

科学家计划在地球赤道表面上方36000公里处发射一颗静止卫星,并从卫星上放下一根纳米大小的电缆。利用这根电缆,然后安装电梯,使电梯成为宇宙飞船的本质。为了实现平衡并防止地球静止卫星由于重升力而被拉回地面,应在卫星顶部安装另一根电缆。缆绳的上部悬挂在太空中,以减轻太空升降机上地球的重力。这样,电缆的总长度将达到100,000公里,相当于地球长度和到月球距离的四分之一。

提出这一想法的科学家在接受《泰晤士报》采访时说,船舱里可以装载一定数量的货物。太空梯可以运送人、大型太阳能电池板甚至放射性废物。重点是,因为太空中没有重力,所以它不需要太多的能量——也许是发射航天飞机所需能量的百分之一。

日本太空梯协会将会成长,永野良一说:“就像出国旅行一样,任何人都可以乘电梯到达未来的太空。”这个想法引起了世界各地科学家和包括美国航天局在内的*机构的极大兴趣。太空梯项目的竞争越来越激烈,许多公司争夺实施该项目所需的底盘、电缆和数百个组件。与太空梯相关的科学组织正在提供奖励,以寻求性能最佳、运行最快的突破性底盘设计。

据估计,这将花费1万亿日元。

著名科幻大师阿瑟·克拉克在1979年的小说《天堂之泉》中首次提出了空间阶梯的概念。这个概念拥有伟大科幻作品的所有最佳元素:无畏和想象力,这将改变我们的生活。与《星际迷航》和h g .威尔斯的时间机器中描绘的虚幻的科学概念不同,空间阶梯的科学概念有理论基础和科学依据,但它有一系列非常复杂的工程问题。

日本科学家相信他们的学术和工业基础可以解决这些问题。他们对此越来越有信心,甚至以惊人的1万亿日元低价标出了建造太空梯的成本。日本在精密工程和高质量材料生产方面处于世界领先地位。没有这种领导,太空梯的概念永远不会实现。科学家面临的最大挑战是电缆的材料。将太空梯从地面延伸到静止的卫星,必须确保电缆的长度达到平衡力的两倍。只有这样,电缆才能保持其张力。

太空梯的缆绳强度是钢筋的180倍。

此外,电缆必须重量超轻,强度超强,并能承受地球大气层内外所有发射器的冲击。根据参与太空梯设计的科学研究团队的说法,问题的关键在于碳纳米管,这是可以转化为纤维的微小颗粒。碳纳米管的大规模生产现在是日本大型纺织企业的重点。日本大学精密机械工程教授、日本太空梯协会主任青木义朗表示,太空梯的电缆强度必须是目前最强的碳纳米管纤维的4倍,或者是钢筋的180倍。

剑桥大学在碳纳米管的研究上取得了突破。在过去的五年里,它开发的碳纳米管的强度增加了100倍。此外,机舱在爬升到太空过程中的动力问题也是一个很大的挑战。青木教授说:“我们正在考虑采用子弹头列车使用的技术。碳纳米管是一种很好的导电材料,因此我们将考虑在太空梯的上升和下降过程中使用第二根电缆供电。”日本将于今年11月举行一次国际会议,为太空建设制定时间表。