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例如著名科幻作家克拉克在他的《天堂的流泉》一书中将电梯变为现
信息来源:未知   浏览次数:   发布时间:2018-06-17 21:34

  此外,科学家们还希望找到能制造更多纳米线的方法。“制造纳米线所需的高压限制了它的生产能力,一次只能生产几个立方毫米,所以还不够用于工业规模。”拜丁说,“我们的目标之一是消除这种限制,让这些钻石纳米线能在更实际的条件下生产。”

  早在1960年,苏联工程师尤里·阿尔楚塔诺夫在自己的学术文章里提出过建造太空电梯的设想。后来,美国的工程技术人员和科幻小说作家对这一设想产生了浓厚的兴趣。例如著名科幻作家克拉克在他的《天堂的流泉》一书中将电梯变为现实。表面上看起来一切都很简单。太空电梯的主要部件是缆绳,一头固定在地球表面,另一头伸向太空。它的长度肯定超出你的想像———约10万公里,相当于地球到月亮距离的1/4。缆绳在两股方向相反的强力———地球引力和离心力———的作用下绷得紧紧的,就像琴弦一样。它与地面保持绝对垂直状态,直指地心。物体离地球越近,引力就越明显;反之,离地面越远,离心力就越强。在缆绳的重心位于距地表3.6万公里的高度时,它所承受的引力和离心力就会达到平衡,缆索便会矗立空中而不倒。这个高度也是地球同步轨道的高度。

  在缆绳另一端是空间站。空间站是必须的,因为要抵消缆绳的重量。事实上,意想中的空间站不是放在同步卫星轨道上,而是更高一点点的位置,因为整条缆绳和空间站全体的重心要放在地球同步轨道上才不会发生偏离。

  电梯升上去,比较省重量的方法是在电梯舱上装两片反光板,然后从地面发射激光将电梯舱射上去。这听起来很科幻,但实验表明,这其实是个可行的方案,只要激光能量够大。

  钻石纳米线的核心由钻石的基本单位结构连接而成———碳原子以三角四面体结构首尾相连,外围包着一层氢原子。研究人员推测,这种钻石纳米线有着非凡属性,强度和硬度都超过了目前最强的纳米管和聚合材料。相关论文发表在9月21日的《自然·材料》杂志上。

  这条缆绳不会是从头到尾一样粗的。据计算在地球同步轨道处缆绳所承受的拉力最强,这地方会最粗,然后向两边变细来节省重量。

  尤其值得高兴的是,最近,美国宾夕法尼亚州立大学化学家首次发现了怎样生产超细钻石纳米线,它可以使许多行业获得巨大改进,比如超强、轻质线缆,使建造太空天梯成为可能。

  基座基本上是在赤道上,因为这样从地球同步轨道上垂下来的距离最短。基座有提出固定式和漂移式两种选择,其中固定式的比较容易完善周边的硬件设施(发电器材、指挥所、太空港)。

  太空电梯到底有什么诱人之处呢?首先,它能节约大量运输资金。航天飞机平均运送1公斤货物耗资2.2万美元,太空电梯仅花费200美元。随着更多太空电梯的建成,平均运输成本甚至可降至10美元。此外,太空电梯可重复使用,游客乘坐无须进行任何训练。

  美国的太空电梯技术已经发展较快,日本则投入了73亿美元发展自己的太空电梯技术,希望能在这个领域取得领先。

  据外媒近日报道,大林组公司的研发经理表示,太空电梯的梦想之所以能够实现,得益于碳纳米技术的发展。“纳米材料的抗拉强度几乎比钢铁高出100倍……现在我们还做不出来那么长的纳米缆绳,最多只能做到3厘米……但是在2030年之前应该能够做到。”

  原理很简单,但有一个难题:缆绳采用什么材料?用钢索行不通,因为它太重。仅仅将50公里长的钢索悬挂空中,自身的重量就足以将它折断。如果改用质量轻且更牢固的合成纤维,承受的长度可达到数百公里。然而对于太空电梯来说,数百公里甚至数千公里也是远远不够的。设计人员想尽办法也无济于事。太空电梯计划也就此搁浅。

  实际上,全日本的大学都在研究这个问题,每年还举行各种竞赛,以分享研究成果并互相学习。日本神奈川大学的研究团队负责机械电梯间的研发工作,致力于改善升降以及刹车系统。

  纳米线的宽度仅几个原子,比光纤细几十万倍。该研究负责人、宾州大学化学教授约翰·拜丁说:“就像一个不可思议的珠宝商,把最小的钻石串在一起,成为微小的钻石项链。”

  不仅如此,美国科学家还首次造出了超细钻石纳米线,可以做缆绳材料,而缆绳的材质问题是阻挠太空电梯发展的最大因素。

  然而也有不少专家没这么乐观。首先,资金问题尚未落实。铺设第一架太空电梯需要70亿~100亿美元,而完成整个计划约需400亿美元。其二,许多技术难题尚未攻克。如太空电梯如何避免陨星的撞击。再比如,怎样应对狂风的冲击?太空电梯一旦因严重事故崩塌,空中和地面的损失也将十分惊人。不过,即使是持悲观论调的科学家也不得不承认,在宇航领域运用缆绳运输方式具有光明的前景,缆绳运输方式最终将彻底取代火箭运输方式。

  早在2012年,大林组就首次完整提出太空电梯计划,为此他们邀请所有日本的大学参与进来,共同研究所需要的技术。

  平常上班可以通过电梯出入办公楼。那么,能不能走进电梯,按下按钮就直接升上太空呢?

  据外媒近日报道,日本建筑业巨头大林组公司表示,太空电梯将在2050年之前竣工,能把人抬高9.6万公里,直接进入太空。届时,每个电梯间能坐30人,大爆奖娱乐:在磁力线性发动机的推动下向上爬升7天,就能从地面直接到达在太空中新建的空间站。另外,太空电梯的费用还不到航天飞机的1/100。要知道,航天飞机平均运送1公斤货物耗资2.2万美元,相对而言,太空电梯仅花费200美元。

  早在1960年,苏联工程师尤里·阿尔楚塔诺夫在自己的学术文章里提出过建造太空电梯的设想。后来,美国的工程技术人员和科幻小说作家对这一设想产生了浓厚的兴趣。例如著名科幻作家克拉克在他的《天堂的流泉》一书中将电梯变为现实。表面上看起来一切都很简单。太空电梯的主要部件是缆绳,一头固定在地球表面,另一头伸向太空。它的长度肯定超出你的想像———约10万公里,相当于地球到月亮距离的1/4。缆绳在两股方向相反的强力———地球引力和离心力———的作用下绷得紧紧的,就像琴弦一样。它与地面保持绝对垂直状态,直指地心。物体离