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斥资96亿时速200公里,2050年实现坐电梯去月球旅行?

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一天天的过 发表于 2021-10-8 20:13 | 显示全部楼层 |阅读模式

片头:花一万美金就能到太空旅行的电梯究竟靠不靠谱?太空电梯的出现,能否替换掉运载火箭的地位呢?跟随大权进入今天的主题——太空电梯!



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权言权语,国之科技,hello大家好我是大权。上一期视频我们说了海底高铁,这期视频呢我们不说海里的东西,来聊聊天上天上的黑科技——太空电梯。说起太空电梯我们就不得不提到一个人,他叫康斯坦丁·齐洛夫斯基,可能大家不知道这个人,但是他的一句名言大家肯定都听说过,那就是“地球是人类的摇篮,但人类不可能永远被束缚在摇篮里”。齐洛夫斯基在人类探索宇宙的历程中可谓是“鼻祖”级人物,最初的火箭概念就是齐洛夫斯基提出的,还有火箭方程式也是他提出的,所以齐洛夫斯基也被人们誉为“航天之父”。而太空电梯这个概念,是齐洛夫斯基看到埃菲尔铁塔后被启发的。他想知道人类能不能建造一座足够高的铁塔,一直通向太空很远的地方,这样我们进入太空就不需要火箭发射器了,只需要乘坐这部通往太空的电梯就可以挣脱重力的束缚到达太空!其实这个想法并非空谈,因为现在世界各国都已经开始着手研究太空电梯了,点击屏幕下方的点赞按钮,大权带大家详细的了解一下太空电梯这项黑科技!



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小标题:太空电梯




所谓太空电梯就是一部从地球上通向太空中的电梯,人们可以乘坐该电梯去太空中参观旅行或者运送货物。这个电梯的大体是由一根或者数根永久连接着地面的太空站组成的,太空站是处在地球同步轨道上的,意思就是说如果太空电梯建成,那么太空站就会一直在我们的头顶上,但太空电梯也不能想建在哪就建在哪!因为地球的同步轨道只存在赤道的上方。除此之外,太空电梯还可以作为一个发射系统,因为太空电梯被地球带着旋转,而越高的地方线速度也就越快,所以处在太空站中的飞行器只需要一点速度就可以起航了。因为太空站处于地球的同步轨道,所以太空电梯的高度必须要在3.6万公里的高空中,这个高度相当于4000多座珠穆朗玛峰垒在一起的高度。那么用什么材料充当缆绳就成了一个问题!这种材料首先得需要极高的抗拉能力,才能抵消空间站的离心力,然后还得在极端的温度中保持稳定的性能和来自外太空的辐射。最重要的一点,还得承受住微小陨石的不断撞击和太阳风粒子的洗礼。之前,人类还真找不到这样的一种材料,直到1991年,一种新型材料被人们发现后,这才解决了材料的问题,这种材料就是“碳纳米管”,碳纳米管是一种一维纳米材料,在1991年被日本的发现,它的抗拉强度可以达到50-200GPa,是钢的100倍,但是密度却很小,是钢密度的1/6,除了抗拉、密度小之外,碳纳米管还具有导电性,因此还能为太空电梯减少额外的导线。但是碳纳米管的制作难度却非常高,截止到2005年,人类制作出最长的碳纳米管也只有几厘米,最长的是清华大学做的,也不过才半米长。那么碳纳米技术的升级就成了太空电梯下一步要攻克的难题。可能有的朋友会问了,既然太空电梯局限于材料、局限于技术、而且造价也不菲,为什么还要建造呢?那还得从探索太空的成本来看,我们都知道现在把东西运往太空中需要火箭来帮你运,但是火箭绝大部分的重量都是燃料,所以载货的重量就不是很多,所以要想把一千克的有效重量送到太空中,起码得花费2万美金,如果一个人想要上太空那么少说也得花费100万美元,而且火箭还不能多次循环使用,一枚火箭的造价怎么也得上亿元!但太空电梯就不一样了,虽然太空电梯的造价可能要上百亿,但是一旦建成,就可以循环使用,有人就推算过,太空电梯将一千克的有效重量送上太空大概花费200美元,那么运送一个人的话,价格大概也就是1万美元,折合人民币也就是六七万块钱!成本直接降了99%,所以现在花几万块钱能出个国,那以后就可以出太空了,是不是不敢想象啊!而且,目前为止,各国的确已经开始了太空电梯的研究计划。我们一起来了解一下。



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小标题:进程




美国早在1970年的时候,就提出了太空电梯的计划,2005年NASA正式宣布太空电梯为美国挑战的首选项目,并预计初版的太空电梯于2019年问世,成本大约为70亿-100亿美元。除此之外,2012年NASA前工程师迈克尔-莱恩创建的电梯港集团公司宣称在月球上建造太空电梯要比地球上建造容易,所以该公司计划在8年之内将这个计划实现。不过现在都2021年了,美国那边还是没有什么动静,可能来了波选择性失忆吧!



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其次是日本,日本计划在2050年之前建造一座太空电梯,将旅客送到3.6万公里的太空中,但日本计划中的太空电梯实际高度为9.6万公里,电梯缆线固定在地球表面,另一头牵着的是一个平衡地心力和离心力的铅锤。这部电梯电缆的中间部位是一个太空站,这个太空站将会建设成太空实验室和旅客居住的地方。升降机每次可以搭乘30名游客,游客不需要接受任何太空方面的训练。但是去往太空站的时间有点久,需要一个星期,所以在这一个星期内,旅客可以沿途观赏宇宙“美景”,但是目前为止日本还是没有攻克批量生产碳纳米管的技术,所以在大权来看,日本的太空电梯计划也不会在短期之内实现突破。



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最后是俄罗斯,在大权来看,俄罗斯才是实干家,据报道称,俄罗斯马拉城的科学家已经将“太空电梯”的研究工作进行到了收尾阶段!什么!俄罗斯已经实现“太空电梯”了吗?大权刚看到这个消息的时候,也被吓一跳。但是看完之后,大权忍不住笑了,原来俄罗斯的太空电梯原理非常简单,他们是把装有货物的太空舱用一根30公里长的缆绳送回地球,但是缆绳的重量仅仅为6公斤,由于不是碳纳米所制,所以缆绳进入大气层后,就会被烧断,此时货物则会打开降落伞缓缓的落下。这个电梯虽然没有想象中的那么高大上,但起码有被利用到,但是大权关心的是,货物是不是随机降落在地面上的,那岂不是被有缘人碰到之后,就捡回家了吗?前面我们虽然说了“天空电梯”的很多优势,但是它也有不少隐患,我们一起来看一下。



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小标题:隐患




一般来说太空电梯的高度起码要在3.6万公里以上,所以太空电梯的周围就是航行的太空站、卫星、或者太空垃圾,那么太空电梯就得采取主动避让的保护方式。现在各国都在研究一种轨道碎片跟踪器的系统,这种系统能够探测到直径为1厘米的物体,目前美国研究的轨道碎片跟踪器可以跟踪直径为10厘米的物体,但是在太空中失之毫厘差之千里,不能有一丝误差,否则就会“梯毁人亡”了。



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第二个隐患就是如何应对恐怖袭击,大家可以脑补一下,一座价值上百亿的太空电梯孤零零立在赤道上,如果被一个价值几十万的导弹摧毁,那岂不是血亏吗?所以太空电梯一旦建成就应该列为一种全球宝贵资源,成立专门的军事力量进行保护。



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但是随着时间的推移,开发者们也会把这些风险降到最低,而且在技术不断成熟的过程中,每一部太空电梯都会比前一部电梯更加便宜,因为第一部电梯就是一个平台、一个基础,所以在几十年或者几百年后,站在太空中看地球可能都是交叉贯通的电梯线,届时太空旅行的成本也会变得更低,人类探索宇宙的步伐也更快了一步,我们就拭目以待吧!



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好了今天我们就聊到这里,你们认为太空电梯这个想法靠谱吗?如果靠谱,我们还需要多久才能实现这个计划?评论区留言,最后别忘了点赞关注,我们下期再见,拜拜!

转自大全说科技



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