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美计划打造“月球天梯” 乘坐可直达月球(图)

www.oklx.com 2010年08月12日   钱江晚报    

打造一架通往太空的“太空电梯”,原本是一些科幻小说中的大胆梦想,然而从上世纪末起,美国NASA(美国国家航空航天局)和一些高科技公司就开始大力研究从地球上建造“太空电梯”通向10万公里高的太空中的可行性。然而,由于建造“太空电梯”所用的碳纳米绳技术过难,成本过高,“太空电梯”至今仍停留在美好的蓝图阶段。

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图为艺术家笔下的“太空电梯”模拟图

然而,据美国《今日宇宙》新闻网报道,美国太空电梯研究公司“电梯港”总裁迈克尔·莱恩日前接受记者采访时宣称,这一梦想可能成真!

用纳米材料,成本过高技术难

“太空电梯”的设想并不复杂,它的原理是通过一根10万公里长的超强度缆线将人类送入太空,缆线的一端位于地球赤道附近的某座海上浮动平台上,而另一端则连在太空中一颗与地球同步的人造卫星上。地球引力以及向心加速度产生的拉力,将会使超级缆绳绷紧,太空电梯将利用太阳能或激光能作为动力,搭载人或其他物体的“太空电梯”将可以沿着这条超级缆绳上上下下来回太空。

事实上,人类目前已经发明出了可以制造“太空电梯”缆绳的材料,那就是在1991年发明出来的碳纳米管。从理论上说,如果用这种材料造出直径1毫米的碳纳米绳,该纳米绳就可以承载60吨的重量;而一根1米宽、像纸一样薄的碳纳米缆绳的强度,就足以支撑起一架“太空电梯”。

然而迄今为止,科学家仍然无法用碳纳米管编织出长长的缆绳,此外,打造一架“太空电梯”显然也超出了任何机构和公司的财力,因为每克碳纳米管就价值500美元,而制造出一条10万公里长的碳纳米缆绳,显然更是一笔天文数字般的造价。

另辟蹊径,用复合纤维造“天梯”

但据迈克尔·莱恩在接受《今日宇宙》记者采访时称,他们已经另辟蹊径,将研究重心转移到了造价更小的“月球天梯”上,并梦想能在10年左右时间内建造一架从月球上空5万公里处垂向月球表面的“月球天梯”!因为月球的引力仅为地球的1/6,所以“月球天梯”对缆绳强度的要求将远远小于从地球表面通向太空的“太空电梯”,科学家只需使用一种日本生产的高强度、高耐热性“柴隆”复合纤维,就能实现打造“月球天梯”的梦想!

“柴隆”此前曾被用来制造军用防弹衣,莱恩说:“由于打造‘月球天梯’的材料现在已经具备,所以也许只需5到7年时间就能打造出一架‘月球天梯’,对我们来说实在是太诱人了。”

据莱恩称,制造“月球天梯”的材料和制造从地球出发的“太空电梯”的材料相比要轻许多,一架小型火箭就能将这些“月球天梯”材料运送到月球上空。莱恩说:“你只需使用一枚标准的阿特拉斯或德尔塔火箭,就能将这些材料发送到月球上空,你并不需要先制造一个类似‘土星5号’般的超级火箭。”

莱恩称,“月球天梯”的缆绳将从距月球上空至少5万公里的高处垂向月球表面,缆绳的一端固定在月球表面某个面朝地球的地点。莱恩称,“月球天梯”运输货物的重量很小,最初建成的‘月球天梯’每次也许只能运输200公斤到250公斤重的货物。”

不过,如果用它来采集和运输月球矿石标本,已经完全足够了,它将使月球采矿和运回地球的成本大大降低。

需多少钱?估计数亿美元

莱恩称,当最初的“月球天梯模型”开始运行后,科学家还可以往“月球天梯”上添加更多的缆绳,从而使它变得更牢固。

莱恩说:“我们没有具体评估到底要花多少钱,但阿特拉斯或德尔塔火箭的价格都是已知的,我们也许不需要花费数十亿数百亿美元的投资,但也许得花费数亿美元。”

根据科学家的长远计划,建成后的“月球天梯”,将来还可以和地球上空建成的“太空电梯”连成一体,将来有一天,人类只需经过几次换乘,就可以乘坐“天梯”直达月球!

美国科学记者克里斯·马蒂斯茨克在他的文章《太空电梯让人类更加靠近天堂》一文中幽默地调侃这种未来的可能场景说:“那时候,当电梯门打开,是否会有一个年老的太空电梯操作员弯下腰彬彬有礼地询问乘客:‘请问你准备在天堂的第几层下梯?’”

提前演练,“机器人攀绳”大赛火爆

莱恩称,月球上空固定“月球天梯”的平衡物,还可以建造成一个适合人类居住的“太空站”,它还可以成为人类前往火星或更深太空的“燃料加油站”。莱恩说:“一旦‘月球天梯’进入工作状态,一些人可以去那儿的太空舱旅游,一些人可以去月球,一些人可以在那儿补充燃料去火星。那儿将成为一个来往月球的安全中转站,而你也许只需要花费阿特拉斯或德尔塔火箭的代价,这个前景实在太迷人了。”

不过莱恩称,他们只是通过大量研究证实建造“月球天梯”是完全可行的,而具体建造过程中面临的许多困难,则需要通过众多科学家的合作来克服;一旦“电梯港”公司制定好详细的建造方案,就会寻找“月球天梯”的投资者和合作者。

最近,莱恩和一组“太空电梯”研究者准备在一系列的研讨会上详细讨论该公司的方案,而今年8月12日到15日,莱恩将前往华盛顿州雷蒙德市的微软会议中心,参加“国际太空电梯大会”。在本届“国际太空电梯大会”上,美国NASA将和众多机构举行新的太空电梯竞赛,本届大会的主题是“如何避免太空电梯被太空垃圾损坏”。

事实上,美国NASA近年来一直非常重视“太空电梯”研究项目,并将建造“太空电梯”列为了“百年挑战”计划的一部分,此外从2005年开始,NASA还发起了机器人攀爬缆绳竞赛和测试缆绳强度竞赛。在2009年9月的一场比赛中,一架直升机在千米高空盘旋飞行,直升机上垂下一根用来比赛的钢缆,美国西雅图的“激光动力”公司使用激光能,成功让一个机器人在几分钟时间内沿这根钢缆爬了900米的高度,从而一举赢得了该年度的“NASA太空电梯光束动力挑战赛”大奖。

 
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