太空电梯原理图解 太空电梯能变成现实吗
很多朋友在观看《流量地球2》时，都被太空电梯的场景给震撼住了。太空电梯的设定可以说非常具有想象力，这不禁让我们提出一个设想，太空电梯在未来是否会成为现实呢?太空电梯能变成现实吗
《流浪地球》小说作者刘慈欣称，太空电梯从理论上来说没有任何悬念。但实现它最大的障碍是材料，因为太空电梯要把一根钢索从地面升到地球同步轨道3万公里的高度，目前我们强度最高的材料，大概是碳纤维，它做出的一根锁链，最多只能升到200公里，还是差了很多。专家称，可能满足上述要求的是碳纳米管，由碳原子组成的管状结构纳米材料，这是目前已知的理论上力学强度最高和韧性最好的材料。2013年，清华大学魏飞教授团队，将生长每毫米长度碳纳米管的催化剂活性概率提高到99.5%以上后，成功制备出了单根长度超过半米，且具有完美结构的碳纳米管。目前，他们正在研制长度在千米级以上的碳纳米管。如果成功，将是一项重大突破。太空电梯原理图解不考虑一切外部因素，太空电梯主要由四部分构成：电梯的厢体、厢体上下运动所需的缆绳轨道、用于在地球端固定缆绳的海上基地，以及配重。不过在影片中是却存在一些不合理的设定的。例如轿厢的形状。影片中，太空电梯采用分段式推进方式——起飞时完全依靠发动机喷射提供反推动力，像火箭发射一样上升;到了一定高度，改为磁力牵引向上，这就和普通电梯差不多了;最后阶段，实现电梯和空间站对接。而搭载人员和货物的轿厢采用方形平台状的设计，据称加速度达到了9个G，因此影片中电梯“发射”的特效画面视觉上相当壮观。航天科普界有一句戏言：只要发动机给力，板砖也能飞上天。我们有理由怀疑《流浪地球2》的主创团队是否为了致敬这句话，居然真的把太空电梯轿厢设计成了“大号板砖”。考虑到9个G加速度的设定，轿厢在大气层内的上升速度将很快超过声速，然而板砖状而不是流线型的轿厢，在空气动力学上实在太不科学了。还有在太空电梯被攻击断裂后，位于35786公里高度的方舟空间站很快坠落地球，并落到加蓬的地面站附近，这在物理学上是根本不可能的。理论上，太空电梯整体结构的重量极为惊人，不会坠落的原因是，超过地球静止轨道高度的超长设计，使得电梯受到的地球引力正好等于环绕地球产生的离心力，具体来说，在35786公里高度的静止轨道以下，电梯受到的重力大于离心力，而静止轨道高度以上，电梯受到的重力小于离心力，太空电梯总体受力平衡，就能稳稳地飘在空中。
20世纪末，科学家们深入探讨了太空电梯的概念，集大成者是美国马歇尔航天中心1999年举办的太空电梯研讨会。2000年8月，马歇尔航天中心正式发布《太空电梯：新千年的先进地空基础设施》报告，对太空电梯概念和研究进行了全面总结。该报告提到，太空电梯是连接地球和太空的基础设施;太空电梯质心位于静止轨道高度，从而做到和地球自转相同的角速度，也就是和地球相对静止;太空电梯将使用电磁推进方式上行和下行轿厢，轿厢升降的能量主要由外部提供;根据速度设计的不同，低速系统以每小时数百公里的速度上行，数天后抵达静止轨道空间站，而高速系统可以达到每小时2000公里甚至更高的速度，抵达静止轨道的时间能压缩到10小时或更短。如此，就真和国际航班的时间差不多了。太空电梯虽然在工程实施上的难度达到登天级别，但仍有大量科学家、工程师坚持不懈地投入研究，实在是因为它具有极大的发展潜力，能像高速公路和铁路一样向太空大规模运输物资。而且真正能够让运载成本实现数量级的降低。
一种太空电梯概念图太空电梯对材料等各方面提出了极为严苛的要求，巨大的技术难度，让太空电梯的建造遥不可及。但是我们相信，有那么一群人，不会放弃努力。希望在我们的有生之年，能够看到这样的天梯，拔地而起，直通云霄，实现人类大规模进入太空的宏愿!(来源： 张雪松 太空与网络)
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