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【工业之美】 坐着电梯上太空?迷你太空电梯下周要测试了

此前,研究人员已开展过在太空伸展缆绳的试验,移动迷你电梯箱尚属首次。

图片来源:NASA

一百多年前的1895年,俄罗斯科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基提出了“太空电梯”构想。2018年,这一构想开始走向现实。

据物理学家组织网消息,日本将于9月11日对全球首款迷你太空电梯进行试验。该电梯为箱状,由静冈大学研发,长、宽、高分别为6厘米、3厘米、3厘米。它将搭乘日本宇航研究开发机构(JAXA)从鹿儿岛发射的火箭,前往国际空间站。

试验过程中,两颗超小型卫星将从国际空间站中释放,在太空中拉起一条长约10米的钢制缆绳并保持缆绳紧绷。研究人员将尝试在缆绳上通过电机来移动迷你电梯,并通过安装在卫星上的摄像机确认电梯的运行情况。

此前,研究人员已开展过在太空伸展缆绳的试验,移动迷你电梯箱尚属首次。

若试验成功,可证实“太空电梯”的概念可行,但这距离建设可运送人和货物的太空电梯实物,仍有很长的道路。

太空电梯构想图 图片来源:NASA

按照齐奥尔科夫斯基的构想,在地球静止轨道上建设一个太空城堡,和地面用一根缆绳相连,可成为向太空运输人和物的新通道。

2014年,静冈大学合作伙伴、日本建筑公司大林组株式会社开始尝试建造这种太空电梯。当时,该公司提出将通过强度为钢铁20多倍的碳纳米管技术,建造一条缆绳,从地面出发,延伸到距离地面9.6万千米的太空中。这一距离相当于地球到月亮距离的四分之一。

按照计划,缆绳上搭载的太空电梯,由磁力线性电机驱动,时速200公里,全程大约需要7天,每次可携带30人。计划预计耗资100亿美元,希望于2050年实现运送游客。

研究人员表示,一旦太空电梯有所突破,将极大降低太空运输成本,预计建成后运送1kg货物的成本仅为200美元,百倍低于使用航天飞机产生的运输费用。另据美国国家航空航天局(NASA)1999年作出的评估,太空电梯最终可能将运输成本降至150kg货物222美元。

大林组株式会社在宣布太空电梯计划时曾表示,“目前的技术水平不足以将这一概念变为现实,但我们的计划是可行的。”

受技术限制影响,太空电梯建设一度没有进展。因为想要找到重量足够轻,同时又异常坚韧的材料并不容易;且在距离地面数万公里的缥缈太空中,如何创造稳定的平衡点来固定缆绳,也是必须面对的难题。

NASA公布的资料显示,马歇尔高级项目办公室的大卫·史密斯曼(David Smitherman)同样提出过建设太空电梯的计划。但他明确表示,在短期内不可能完成建设,到21世纪末才可能变成现实。

在史密斯曼的计划中,太空电梯同样需要通过缆绳运行,且需要在赤道地区,例如中美及南美洲北部,东南亚、非洲中部,建设一座高达5万米的高塔。将缆绳的一端固定在塔顶,另一端则由卫星或空间站固定在距离地面3.6万千米的地球静止轨道上。史密斯曼表示,将高塔建设在赤道上,可有效避免飓风和龙卷风的影响。

史密斯曼构想中适合建设电梯塔的地区 图片来源:NASA

 

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