科學家在建造太空電梯技術(shù)上取得關(guān)鍵性進展,他們?yōu)榻鉀Q太空電梯擺動這一難題找到了答案,50年后人類有望通過太空電梯登上太空。
太空電梯想像圖
據(jù)科技新聞網(wǎng)站報道,科學家在建造太空電梯技術(shù)上取得了關(guān)鍵性進展,他們?yōu)榻鉀Q太空電梯擺動這一難題找到了答案,人類在50年后有望通過太空電梯登上太空不再是設(shè)想。
據(jù)報道,太空電梯的主體是一個永久性連接太空站和地球表面的纜繩,可以用來將人和貨物從地面運送到太空站。隨著技術(shù)的進步,人們在建造太空電梯的技術(shù)上已經(jīng)取得許多突破,但一項新研究指出危險的擺動問題可能成為建造太空電梯的關(guān)鍵問題。
據(jù)長期從事該項目研究的科學家、捷克科學院天文學學會魯波斯·佩里克(Lubos Perek)教授介紹,因為用于建造太空電梯的纜繩將會長達10萬公里,任何一個微小的擺動都會導致纜繩出現(xiàn)很大的振幅,比如在太陽和月球的引力牽引作用,以及在太陽風的壓迫之下,太空電梯將發(fā)生幅度很大的擺動。這種擺動將是是很可怕的,它不僅會使得電梯上的人和貨物摔落下來,還有可能觸及空中的飛機、衛(wèi)星等,一旦倒塌下來后果更是不堪設(shè)想。
不過,魯波斯·佩里克教授指出,他們過去一系列的研究為解決這個關(guān)鍵問題找到了答案。首先,太空電梯必須建在地球赤道上。如果建在赤道之外的地方,太空電梯勢必受到地心引力的影響而向下彎曲,這個巨大的拉扯力是很難靠太空電梯本身的強度抵消的。
而且,太空電梯的角速度和地球本身自轉(zhuǎn)的角速度將會不一致,這樣太空電梯將會被動的隨著地球轉(zhuǎn)動而到處亂繞圈子。其次,太空電梯一旦出現(xiàn)擺動,其纜繩必然承受地心引力和離心力的雙重拉扯,因此需要用相當剛性并且質(zhì)量輕的材料制成,這樣可以減少其擺動幅度。魯波斯·佩里克教授說,目前最理想的材料就是碳納米管。碳納米管是石墨中一層或若干層碳原子卷曲而成的籠狀“纖維”,直徑只有幾到幾十納米,內(nèi)部是空的。這樣的材料很輕,但很結(jié)實。它的密度是鋼的1/6,而強度卻是鋼的100倍。
第三,在太空電梯底座安裝一個可移動錨固裝置(Movable Anchor)??梢苿渝^固裝置主要用來抵消太空電梯纜繩產(chǎn)生的擺動,而不是用來起固定作用的。其原理是當太空電梯纜繩發(fā)生擺動,該裝置可以產(chǎn)生與纜繩擺動相反的頻率,從而在一定程度上抵消纜繩的擺動。
第四,充分利用地球磁場。地球本身可以產(chǎn)生巨大的地磁場。魯波斯·佩里克教授指出,因為太空電梯纜繩長達10萬公里,如果給它通上電流,根據(jù)電磁感應(yīng)原理,它就將可以產(chǎn)生一個巨大的磁場。這個磁場和地球的地磁場發(fā)生相互作用,就可以產(chǎn)生巨大的作用力。就好比始終有只巨大的手掌握住纜繩不讓它發(fā)生擺動。
也有科學家對魯波斯·佩里克教授提出的解決方法表示懷疑,指出這些方法在實際操作中可能會遇到問題。但魯波斯·佩里克教授對自己的方案很有信心,他說人類最快在50年之后就可以實現(xiàn)通過太空電梯登上太空的夢想。(和平)
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