嫦娥也能搭电梯:剑桥 哥大研究生欲造32万公里的登月电梯

  • 日期:09-26
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因为登月空间的发射取决于昂贵的火箭,登陆月球一直是极度灼伤的问题。现在,哈佛大学和哥伦比亚大学的几名研究生做得很好,发现“太空电梯”在技术上和经济上都具有成本效益。这台新电梯实际上是一条高达320,000公里的电缆!

自60多年前的太空曙光以来,人类只有一种登月方式:火箭。但现在,两名研究生说我们现在应该能够通过高科技电梯在地球和月球之间运送人和物。

太空电梯的想法并不新鲜。自1895年以来,航空航天梦想家一直在谈论这个话题,人们提出了所谓的“经典太空电梯”概念目标,它可以作为往返月球的交通工具。然而,由于高成本和技术限制,“太空电梯”的概念一直存在于想象和文学中。

在今年8月25日发表于arXiv的一项研究中,两位论文作者声称“太空电梯”在技术和经济上都是可行的,仅耗资约10亿美元并开始建造一个“月球太空电梯”。这个概念最初是由Jerome Pearson在1977年的一次会议上正式提出的。

这项研究的共同作者之一,剑桥大学天文学研究生Penoyre说:“这个太空电梯的价格非常昂贵,只要有一点思想和热情的亿万富翁建立它的能力。“

将320,000公里长的电缆拉到月球上

本文的两位合着者Penoyre和Sandford都是哥伦比亚大学天文学研究生。他们将这个月球空间电梯称为Spaceline。它的中心是一条200,000英里(320,000公里)的电缆,固定在月球和地球的顶部,可能距离地球27,000英里。 (由于月球的相对运动,电缆不能固定在地球表面。)

最简单版本的Spaceline电缆可能会或可能不会超过88,000磅。该重量不超过下一代NASA和SpaceX火箭的有效载荷范围,并且可以用Kevlar或其他现有材料制造,而不是必须使用难以制造的碳基材料是不可接受的。过去,人们一直认为空间电梯的结构必须使用碳基材料。

未来的太空旅行者将能够使用航天器从地球飞行到悬挂缆绳的末端,然后转移到太阳能机器人车辆以将电缆爬上月球。航班可能需要数天或数周。回程恰恰相反。

为什么花费数亿甚至数十亿美元建造月球空间电梯而不是依靠成熟的火箭技术呢? Penoyre和Sandford在他们的论文中说,前者最终可能更经济,特别是将原材料从月球矿带回地球。

美国航空航天研究所发表的一篇论文估计,月球空间电梯系统可以通过将月球材料运送到月球和地球之间的空间站来收回成本。

去!去月球去开采!

多年来,专家一直将月球作为有价值原料的潜在来源,从氦-3(可用于聚变反应堆的重型气体)到稀土矿物如锶和钡,用于制造手机,医疗扫描仪和其他高科技设备。

“太空电梯就像一条铁路,除非它有很多交通,否则不值得建设,”佛罗里达州棕榈湾卫星技术公司Space Initiatives的首席科学家Marshall Eubanks说。他说计算机本文中使用的过程是可靠的,但地球轨道卫星可能会与巨大的电缆发生碰撞,这可能是将电缆保持在地球轨道空间通道外的一个潜在问题,以缓解这一问题。

虽然太空电梯比火箭运输具有潜在的优势,但太空电梯和经典太空电梯都没有受到太空机构或航空航天制造商的太多关注。

自20世纪70年代末以来,NASA一直在资助研究经典的太空电梯概念。但截至目前,太空电梯领域没有SpaceX这样的东西。然而,中国和日本公司已提议分别在2045年和2050年之前建造经典的太空电梯。

太空倡议首席执行官查尔斯拉德利说:“令人沮丧的是,月球太空电梯的想法并没有获得太大的动力,但它确实是一个可行的想法,而且在经济上,这是一个想法颠覆游戏规则。“

有些专家认为,至少在初始阶段,经典太空电梯可能比月亮太空电梯更有意义,因为前者更有助于探索月球。例如,您可以使用经典的太空电梯在地球轨道上组装一个巨大的航天器,然后从那里发射。专家说,这可能比通过克服巨大的引力从地球表面发射航天器更容易。

(编辑:DF515)

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