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太空电梯什么时候建成真的能成功吗 太空电梯的工作原理是什么(4)

太空电梯什么时候建成真的能成功吗 太空电梯的工作原理是什么(4)
2023-03-24 10:34:31
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正在开发的一种新的空间运输系统可以使前往静地轨道(GEO)的旅行变得更稀疏平常,并且能使全球经济有所改观。

由碳纳米管复合材料带制成的太空电梯被固定在一个近海平台上,由一个小型配重延伸至太空,长约62000英里(100000公里)。然后,附着在缆带上的机械升降器会沿着缆带爬升,将货物和人类送入太空,成本仅为每磅100至400美元(每公斤220至880美元)。

为了更好地理解太空电梯的概念,我们联想一种绳球游戏,绳子一端系在一根杆上,另一端系在一个球上。通过这个类比,那么绳子是碳纳米管复合缆带,杆是地球,球是配重物。现在,想象一下,球不断地绕着杆子高速旋转,使绳子保持紧绷状态。这就是太空电梯的大体构想。配重物绕着地球高速旋转,使缆带保持绷直,自动升降机在缆带上上下移动。

根据LiftPort提出的设计,太空电梯的高度大约为6.2万英里(10万公里)。LiftPort是为太空电梯及其零件进行设计开发的几家公司之一。来自世界各地的团队在2006年10月,新墨西哥州拉斯克鲁斯,举行的X奖杯太空电梯比赛中争夺40万美元的一等奖。

电梯的核心部件是碳纳米管复合材料缆带,它只有几厘米宽,几乎和一张纸一样薄。1991年发现的碳纳米管让科学家们相信太空电梯是可以被建造出来的。据太空发展基金会的布拉德利·爱德华兹博士说:“过去,在材料方面面临的挑战太大了。但现在我们在制造碳纳米管和建造相应的机器方面已经越来越先进,这些机器可以将材料拉伸出足够的长度,用以制作延伸至太空的缆带。”

根据一些早期的计划,剩余的建筑材料将被用制作成配重物。

碳纳米管的强度可能是钢的100倍,并且具有塑料的柔韧性。这种强度来源于其类似于足球的独特结构。一旦科学家们能够将碳纳米管制成纤维,就有可能制造出用于制作太空电梯缆带的线。以前可用的材料要么强度不足要么就是柔韧度不够,无法制成缆带,而且很容易断裂。

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