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800亿美元预算,人类能实现太空电梯是真的吗?

时间:2023-02-06 13:42 来源:红叶 作者: 红叶

简介:最早提出太空电梯的是齐奥尔科夫斯基。 他受到埃菲尔铁塔的启发,想要建一座塔上太空,但是要修到地球同步轨道的高度还保持稳定,底座需要一个大国的面积,因此用压力结构去建

【红叶网探索分享】

最早提出太空电梯的是齐奥尔科夫斯基。

他受到埃菲尔铁塔的启发,想要建一座塔上太空,但是要修到地球同步轨道的高度还保持稳定,底座需要一个大国的面积,因此用压力结构去建造太空电梯是不现实的。

目前人类可能无法实现太空电梯

事实上太空电梯必须将重心放在地球同步轨道上,否则就无法相对地表稳定,这里是绝大多数通讯卫星所在地:围绕地球自转速度恰好等于地球一天,因而相对地面而言静止或同步。这里的高度是35786千米,是摩天大楼电梯高度的数万倍!

为保证重心在地球同步轨道,在这个轨道外侧(超过地球静止轨道)需要配比一个质量巨大的平衡锤,重量需达到万吨级别。人类目前最强大的火箭仅能运送10-15吨级别载荷到此轨道;

电梯运行期间会受到各种摄动干扰,为保持重心稳定需要对这个巨大的平衡锤进行灵活控制,它的质量已经远超了人类能控制的航天器极限-国际空间站(420吨);

被绷紧的缆绳需要承受巨大的应力,人类现有最强材料碳纳米管有一定应用可能,但它仅是实验室中存在的材料无法量产,科学家们只能制造出极微量的实验品,而花费是天价;

因为做太空电梯要用坚固的材料,从下往上建造,直到建设到几十甚至几百公里高。如果要建设这样的设备,设施底部可能需要较大的面积,并且材料是关键,不仅要承受自身强大的压力,还必须能抵抗气流的影响,避免因材料疲劳最终折断。

小说《三体》里用纳米材料“飞刃”实现了这一构想,现实中也存在类似的材料——碳纳米管,且碳纳米管具有导电性能,可以利用电磁炮的原理给电梯加速。不过目前为止,人类只能制造出非常小的纳米管。

所以技术上非常困难,很难实现

太空电梯需要空间站。

目前,国际空间站的建设运行费用已经累积到1600亿美元,即使建设成本按一半计算,也有800亿美元。

而太空电梯使用的空间站,只会比国际空间站更大。因为这个太空电梯空间站也是为了探索太空而建造,必须包括国际空间站的一切功能,同时还要有太空电梯相关的组件,以及更多工作人员所需的空间。据此估计,太空电梯空间站从建设到运行,费用不可能低于1000亿美元。

以上只是建造的成本,如果算上整个项目的运营成本,估计要几千亿美元(国际空间站预计成本是500亿美元,实际上的累积费用以超1600亿美元)。

所以,太空电梯这样的项目,还是等人类进入星际时代后,作为旅游项目开发吧

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