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太空电梯的梦,离我们又近了一点

科普小知识2022-01-12 23:08:59
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太空电梯的梦,离我们又近了一点

资料来源:盖蒂/美国航天局

几十年来,乘电梯去太空的想法吸引了科学家和科幻爱好者。现在,这种“白日梦”正在一点一点地接近现实。

哥伦比亚大学和剑桥大学的科学家设计出了一种名为“太空线”的太空电梯,它能可靠地引导宇航员通过月球和地球上方22000英里(21000公里)相对静止的轨道。

大多数早期的太空电梯设计都建议将电缆从地球延伸到相对静止的轨道(其他人则希望将一个巨大的充气塔延伸到12英里的天空)。其中许多设计包括在相对静止轨道外的电缆末端安装一个大配重。

配重的重量是为了抵消重力,帮助平衡由离心力支撑的缆绳。然而,这也将导致电缆承受很大的张力。剑桥大学的研究员泽法·佩诺伊尔和哥伦比亚大学的艾米丽·桑德福德认为,空间线设计可以绕过这些问题,降低电缆张力。

然而,这些设计的最大障碍是缺乏足够的材料来承受地球的强大引力。Penoyre和桑德福德的设计要求使用碳纳米管制成的长电缆,他们认为这种电缆足够坚固,可以承受重力。为了防止电缆断裂,电缆设计成中间厚,两端薄。

研究人员已经注意到,尽管碳纳米管可能有能力完成这项工作,但目前还无法达到如此大的规模。

佩诺伊尔在一次采访中说:“这种太空电缆就像一种基础设施,就像早期的铁路一样——沿着它运送人和货物要比在太空中旅行容易得多。”

据报道,从地球发射的宇宙飞船将停靠在太空电缆的末端,然后宇航员将转移到与电缆相连的太阳能宇宙飞船上,并一路运送到月球。

太空电梯可以彻底改变人类和太空的关系。当今太空领域最大的挑战之一是高昂的价格:每次发射花费数亿美元。研究人员表示,像空间线这样的创新可以大大降低成本。

蝌蚪工作人员从大众机械,翻译李同信编译,转载必须授权