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太空梯将科幻变为可能

时间:2022-01-31 百科知识 版权反馈
【摘要】:现在,人类要想进入太空用的是化学火箭发射的宇宙飞船,目前正在试验的还有太阳风帆。经过进一步的研究发现,碳纳米管有非常奇特的性质,它比钢坚硬100倍,重量却只有钢的1/5。现在碳纳米管已经走出了试验室,进入了实用的阶段。而这种碳纳米管对人类健康的影响也是需要考虑在内的。这些问题都需要研究者慎重对待,有科学家已经开展了把碳纳米管放在电离层中的试验。专家认为,第一架太空梯将会很快建成。
太空梯将科幻变为可能_科学奇趣趣味

“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”,一直以来,遨游太空都是人类的梦想。有了梦想,才有实现的可能,科幻从来都是现代科技的先驱。

现在,人类要想进入太空用的是化学火箭发射的宇宙飞船,目前正在试验的还有太阳风帆。如果人类要想到太阳系以外旅行,就需要加快飞船的速度,现在,科学家正在设想和试验的有核子火箭、光子火箭、电磁火箭、光帆等。更为离奇的幻想是,在宇宙旅行时用量子超距传送,也就是将人体或物体分解成量子,利用神秘的量子远距效应,把原型量子的性质传送出去,瞬间即可到达目的地,然后再把这些量子合成人体或物体。

让人造卫星放下梯子以建立“登天之塔”,是上世纪英国一位著名的科幻作家在他的小说中提出来的。他设想在地球赤道上空的一颗地球同步轨道卫星上向下伸展出一个梯子,由于同步卫星在天空中相对地面没有移动,所以人类可以乘坐电梯到达近地宇宙空间观光旅游。他说,在不久的将来人类就能实现太空梯的梦想。

太空梯从理论上讲,并不是很神秘的。在地球赤道的海面上建造一个平台,用飞船放下一条长达10万千米的绳索,把它锚定在平台上,随着地球一起旋转,由于旋转所产生的离心力刚好抵消了地球的吸引力,它便得到了一个向外的张力。于是,太空梯就从地球到太空竖直起来了,就像你在头顶上甩动一根一头拴着小球的绳子一样。最后,用一个由激光提供能量的爬升器在缆绳上上下移动,这样就可以运送飞船、建筑材料等,甚至可以运送乘客。

但是,要想得到制造这根绳子的材料,是很难的,它需要异常坚硬、异常轻巧,还要能抵抗任何的腐蚀。科学家们为了这个曾被称为“无法得到”的材料,等待了许多年。直到后来日本的科学家发现了一种叫作纳米管的材料。经过进一步的研究发现,碳纳米管有非常奇特的性质,它比钢坚硬100倍,重量却只有钢的1/5。现在碳纳米管已经走出了试验室,进入了实用的阶段。可用它制成合成物,这样至少在理论上已经解决了太空梯的材料问题。不过,有一位材料工程师认为,目前还没有掌握大规模地生产太空梯所需要的合成物质的技术,现在正进行将这种物质从实验室走向实用的工作。

有了材料,下一步就是如何来制造太空梯了。科学家们设想,先把一个携带太空梯半成品的飞船或航天飞机发射到和地球同步的静止卫星所在的轨道上,使其和地球同步飞行,把这个半成品的太空梯从飞船上放下来,落到在赤道海面上的平台上,这个平台类似一般的海上发射卫星或飞船的平台,再把半成品的太空梯锚定在平台上,然后,飞船就会飘浮在上面。接着再用一个由激光束提供能量的爬升器在这个太空梯的半成品上上下移动,把其他建造太空梯的缆绳拧在这个太空梯半成品上,进一步地建造太空梯。这大约要用两年半的时间。这样,太空梯才会最终建成。

建成后,这个爬升器就可以沿着太空梯把物资、成吨重的卫星甚至人缓缓运送到离地面3.6万千米的近地轨道上,时间大约需要七天半左右,回来也大约需要这么长的时间。如果进一步地发展,还可以建造成通向月球,甚至是火星的行星际太空梯。到那个时候,在太阳系里遨游就不再是难事,而且价格也会相当低廉。目前估计,几百美元可以运送一磅,将来可能会实现用很少的美元就可以运送一磅物资。这样一来,就可以解决当前航天飞行高昂的价格问题。

不过,太空梯要抵御的灾难也不会很少。闪电、风云、雨雪的冲击,以及穿越电离层都是对它的考验,还有小行星、彗星、流星的奔袭,原子氧和高层大气中的硫酸对缆绳的侵蚀,卫星、太空碎片对它的碰撞,再加上难保不会有人类打太空梯的主意。而这种碳纳米管对人类健康的影响也是需要考虑在内的。这些问题都需要研究者慎重对待,有科学家已经开展了把碳纳米管放在电离层中的试验。

第一届国际太空梯会议已经召开了,到会的专家来自各个领域,从材料科学、桥梁建造、航天技术到法律、商业和财经应有尽有。专家认为,第一架太空梯将会很快建成。目前,美国航空航天局的高级设计研究所已投资制造太空梯,全部资金大约需要70亿~100亿美元。

现在的宇宙飞船就是在科幻小说的基础上,由宇航先驱最先提出来,最后经过不断地研究制造出来的。人类最初的梦想,现在已经变为了现实,我们只需要期待在不远的将来到太空中尽情地遨游。

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