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深圳别墅电梯和你分享太空电梯的结构

文章出处:深圳电梯公司人气:40发表时间:2016-12-14 06:21:19【

深圳别墅电梯和你分享太空电梯的结构

 

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一、基座


    基座基本上是在赤道上,因为这样从地球同步轨道上垂下来的距离最短。基座有提出固定式和漂移式两种选择,其中固定式的比较容易完善周边的硬件设施(发电器材、指挥所、太空港),但漂浮式的,无论是海上的大型平台甚或是平流层中的大型飞行平台,都有借移动来躲避不良气候或太空杂物的可能,因此也有不少支持者。


二、缆绳


    事实上称之为(缆带)可能更合适,因为如今的设计都倾向于使用一条扁长,像录音带那样的带子做为主缆绳。这条缆带也不会是从头到尾一样粗的 -- 据计算在地球同步轨道处缆带所承受的拉力最强,因此这地方会最粗,然后向两边变细来节省重量。缆带的材质问题是阻挠太空电梯发展的最大因素,人类已知的材料硬是没有一种能达到太空电梯所求的强度/重量比。最有希望的材质是碳纳米管,可是虽然个别碳纳米管能耐的张力已经达到承载太空电梯的标准,但拉成缆带后就无法维持这样的耐力了。不过倒也不必太担心:碳纳米管已经注定是未来一个极重要的研究方向,因为它的用途实在太多太多了。一但材料科学的研究以及大规模的生产起来,缆带终究会有解决的方案的。


三、电梯舱


    电梯舱是在缆绳上爬的那个部份。太空电梯毕竟不是传统电梯,从天上垂一根超长的绳子下来把电梯吊上去是不太可能的 -- 电梯要自已想办法爬上去。最简单的方法是在电梯上装马达,带动夹着缆带的一组轮子转动,从而取得向上的动力。马达的电源可以从缆带上取得,或用装在电梯舱上的发电机,但这两种都会增加重量。比较省重量的方法是在电梯舱上装两片反光板,然后从地面发射激光将电梯舱「射」上去 。这 听起来很科幻,但实验表明,这其实是个可行的方案,只要激光够大能量。


四、太空站


    最后,是在缆绳另一端的太空站。太空站是必须的,因为要抵消缆绳的重量。事实上,意想中的太空站不是放在同步卫星轨道上,而是更高一点点的位置,因为整条缆绳加太空站全体的重心要放在地球同步轨道上才不会发生偏离。太空站的建造会相当麻烦,因为随着缆绳的加粗,太空站的位置要不断地调整。但一切顺利的话,到最后太空站除了可以当平衡锤之外,还可以当作人类前往其它星球的发射台呢!


    美国的太空电梯竞赛已经三次以无人达到标准(每秒两公尺的上升速度)告终,但美国很认真的要继续推动这个技术的发展。日本则是投入了 73 亿美元发展自已的太空电梯技术,希望能在这个领域取得领先。谁先造出第一部太空电梯,几乎就等同于赢得了殖民外层空间的门票,因此可以想象当技术进步到一定程度之后,一定会引发新一波的太空竞赛。


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