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野心勃勃的太空电梯实验:机器人沿绳爬七公里

科普小知识2022-07-17 19:16:22
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野心勃勃的太空电梯实验:机器人沿绳爬七公里

该实验将一个高空气球发射到空中,气球上绑着一根4.5英里(7公里)长的绳子,然后在气球下放置一个机器人,让它沿着绳子爬到气球顶端。这将是电梯港集团有史以来最雄心勃勃的项目,该集团专门研究和开发华盛顿塔科马的太空电梯技术。

太空电梯集团的创始人迈克尔·莱恩说:“这一次,我非常担心。如果有问题,人们会说‘哦,太空电梯是个愚蠢的想法’。”瑞安和其他爱好者多年来一直在太空电梯领域工作。太空电梯也被称为“通往天空的铁路”。这个想法听起来几乎是荒谬的:用超强的系绳把地球表面的一个点连接到62,000英里(约100,000公里)的高度。然后,一个可以在里面上下移动的电梯轿厢就建成了。

太空电梯的支持者说,如果这些目标能够实现,大量的太空运输成本今天可以降低到只有1%。这一概念的最大倡导者是已故科幻大师亚瑟·C·克拉克,他曾说过,如果人们不再嘲笑这一想法,第一部太空电梯可能在50年内建成。

在巨大的压力下

两年前,瑞安发起了一场筹款运动。最初的目标是为他的气球实验筹集8000美元,但是他从大约3500个赞助商那里得到了110000美元。之后,他立即开始了他的冒险实验计划。瑞安说:“赞助商希望看到我的计划付诸实施。我非常感谢他们的支持。当然,这也给我带来了一些压力。”

他和他在太空电梯小组的同事们仍在研究高空气球、多轮攀爬机器人和用于实验的聚合物纤维。他们还在处理一些需要提交给联邦航空管理局的文件。如果计划进展顺利,实验将在几个月后在华盛顿州的奥林匹克半岛进行。瑞安说这不是确定的。"有许多可能导致实验失败。"

不怕挫折

瑞安对失败和挫折并不陌生。然而,他不顾困难,潜心研究有朝一日可能用于建造太空电梯的技术。瑞安说:“我们从未声称这将是太空电梯技术的最终解决方案,但这个实验可以帮助我们抓住问题。”在气球携带实验之后,下一步将是连接超小型卫星(立方体卫星)并采用微型攀爬机器人。最后,瑞安希望建造一部月球升降机,在地球和月球之间运送货物。

太空电梯的倡导者认为,这项技术可以用来建造实用的月球电梯,甚至火星电梯。然而,建造如此巨大的场外设备需要数亿美元的资金,而这些资金仍远未实现。国际太空电梯协会主席彼得·斯万说:“如果没有人愿意使用月球电梯,建造这样的基本设备将是愚蠢的。”

有必要吗?

在地球上建造太空电梯无疑对消费者更有吸引力,但它在经济、技术甚至气象方面都面临巨大挑战。例如,它将如何在暴风雨和闪电环境中运行?如何维护太空电梯?上周在西雅图,斯旺和其他太空电梯爱好者在一年一度的太空电梯会议上讨论了这些问题。然而,这些问题的答案可能需要几十年的时间。

退休软件工程师泰德·塞蒙一直在维护太空电梯博客。他指出,目前还不可能生产出足够坚韧的材料来作为连接地球和太空的绳索。西蒙说:“当你有了合适的材料,你离实现太空电梯的梦想就不远了。”

亚瑟·克拉克的梦想有一天会实现吗?SpaceX创始人埃隆·埃隆·马斯克(Elon Elon Musk)在2008年的一次采访中表示:“这将需要很长时间,它将面临许多经济问题。”马斯克有一个不同的策略来降低太空运输的成本,那就是制造可重复使用的火箭。他认为该计划可以将今天的太空飞行成本降低到1%,与太空电梯计划宣称的一样。

在上周的西雅图会议上,斯旺对马斯克的可重复使用火箭表示怀疑。他说:“如果他真的能降低成本,我会为他鼓掌。”