【轉(zhuǎn)貼】太空電梯
簡介
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太空電梯的概念最早來自1970年,著名的火箭科學(xué)先驅(qū)者齊奧爾科夫斯基(Knostantin Tsiolkovsky)設(shè)想了一個建立在巨塔頂端的“天空城堡”(或許圣經(jīng)里的巴別塔更早,不過那里沒電梯)。
真正從技術(shù)角度描述了這個問題的是阿瑟·克拉克。據(jù)英國《每日郵報》報道稱,科幻作家阿瑟·克拉克在1978年出版的《天堂之泉》(“Fountains of Paradise”)中曾描寫過太空電梯的構(gòu)想,人們可乘電梯去太空觀光并運(yùn)送貨物。
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(yùn)送到太空站。太空電梯還能用做一個發(fā)射系統(tǒng),因為太空電梯必然被地球帶動旋轉(zhuǎn),而越高的地方速度越快,所以將飛船從地面運(yùn)送到大氣層外足夠高的地方,只要一點(diǎn)加速度就可以起航了;蛘哂锰针娞莅蚜悴考䦷咸照荆谀抢锝M裝。
相關(guān)計劃 俄羅斯太空天梯計劃(5張)
最早提出太空天梯設(shè)想的人是俄羅斯著名學(xué)者齊奧爾科夫斯基。他提議在地球靜止軌道上建設(shè)一個太空城堡,和地面用一根纜繩連接起來,成為向太空運(yùn)輸人和物的新捷徑。
所謂地球靜止軌道,是因為當(dāng)在該軌道上的航天器以每秒7.27×10-5弧度的角速度繞地球運(yùn)行時,正好與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同,故從地面上看去,好像固定在太空中不動一樣,因此才被稱為地球靜止軌道。正緣于地球靜止軌道的這種特殊功能,齊奧爾科夫斯基才提出在它上面設(shè)置一個太空城堡,垂放一根纜繩錨在地球赤道上,就可成為通向太空的天梯。這架梯子可以筆直地通向靜止軌道,在無外力影響時它不會彎曲,能成為通往太空的運(yùn)輸線。
據(jù)俄羅斯《真理報》報道,“太空電梯”——這個世界上獨(dú)一無二的設(shè)想將在最近幾年有突破性進(jìn)展。受歐洲太空署委托,俄羅斯薩馬拉太空大學(xué)的科學(xué)家一直在研究建造這種可以把許多物品從國際空間站送回地球的裝置。
報道稱,俄羅斯薩馬拉城的科學(xué)家已將“太空電梯”的研究工作進(jìn)行到工作收尾階段。這部“太空電梯”的主要工作原理其實(shí)并不復(fù)雜,裝有貨物的太空艙通過一根30公里長的特別牢固的纜繩送回地球。雖然纜繩很長,但其重量不會超過6公斤,需要用特別材料制成。當(dāng)其進(jìn)入大氣層后,纜繩會燃燒,而貨物則接著依靠氣球繼續(xù)緩緩地落向地球。
美國 1970年,美國科學(xué)家羅姆·皮爾森進(jìn)一步完善了太空天梯的設(shè)想。1999年,美國宇航局馬歇爾中心的先進(jìn)辦公室發(fā)表了《天梯:太空的先進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施》一文,標(biāo)志著天梯將從幻想走向現(xiàn)實(shí)。
2004年6月30日,在華盛頓召開的第三屆國際天梯會議上,專家們對天梯這一宏偉構(gòu)想進(jìn)行了探討。時隔僅僅9個月,2005年3月23日,美國宇航局正式宣布太空天梯已成為世紀(jì)挑戰(zhàn)的首選項目。以研究天梯而著稱的西弗吉尼亞州費(fèi)爾蒙特科學(xué)研究所的布拉德·愛德華茲博士在論文中寫道:“天梯可以使人類歷史實(shí)現(xiàn)跳躍性的發(fā)展。”他認(rèn)為自己構(gòu)想中的初版天梯可能在2019年問世,其成本大約為70億~100億美元,與人類其他大型太空工程相比,這項費(fèi)用并不算太大。
太空天梯一旦建成,就可晝夜不停地開展運(yùn)輸工作,把旅游者和貨物送入太空,并大大降低運(yùn)送費(fèi)用,F(xiàn)在火箭發(fā)射或航天飛機(jī)運(yùn)送每公斤有效載荷約需2萬美元,而太空天梯運(yùn)送每公斤物品僅需10美元,從而能夠推動空間技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。
在月球上建天梯
2012年,由美國航空航天局前工程師邁克爾-萊恩創(chuàng)辦的電梯港集團(tuán)公司宣稱,由于在月球上建太空電梯比在地球上建更容易,所以該公司可用現(xiàn)有技術(shù)在月球上建造一座太空電梯,并表示這一想法能在8年內(nèi)成為現(xiàn)實(shí)。
“大約在六個月前,我們的研發(fā)工作取得了根本性突破,我們認(rèn)為這一突破將改變?nèi)祟愇拿鳌保懊绹鴩液娇蘸教炀止こ處、現(xiàn)任美國電梯港集團(tuán)總裁邁克爾·萊恩表示,這個突破性的進(jìn)展可以讓他們借助現(xiàn)有技術(shù),讓搭載人造衛(wèi)星的火箭進(jìn)行月球單程之旅,以及成功建造能夠在月球使用的太空電梯,而這一想法可能在八年內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
據(jù)報道稱,該公司開發(fā)的“太空電梯”系統(tǒng),計劃首先利用纜繩測試該系統(tǒng),然后才推出月球系統(tǒng)。該公司研究人員最終希望使用一個“太空電梯”把月球和空間站連接起來。為了實(shí)施這個龐大的計劃,他們在網(wǎng)上發(fā)起了一項集資活動,希望為月球“太空電梯”籌得第一筆資金。資金主要用于創(chuàng)建一座與地面相連的懸浮球載平臺,這樣機(jī)器人可以借助它向空中上升1.2英里(約合2000米)。
2001年到2003年期間,萊恩先是與美國國家航空航天局先進(jìn)理念研究所的團(tuán)隊合作,共同開發(fā)“太空電梯”。2003年,他加入電梯港集團(tuán),通過實(shí)驗實(shí)現(xiàn)了讓機(jī)器人在懸浮球載平臺的幫助下向空中上升了1英里(約合1600米)的試驗。
由于經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響,該公司在2007年到2012年期間曾被迫關(guān)閉,很多人已經(jīng)離開并參與到其他項目的研發(fā)當(dāng)中。萊恩說,他們正在培訓(xùn)一個新的合作團(tuán)隊。據(jù)了解,該公司進(jìn)行一年的可行性研究至少需要300萬美元。
該公司希望,如果這項技術(shù)成功的話,也可以應(yīng)用在地球上的其他領(lǐng)域。比如,它們還可以在地球上充當(dāng)廉價的通訊塔,以幫助提供無線網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控農(nóng)作物生長、預(yù)防森林火災(zāi),若在上面安裝攝像機(jī),人們還可以借助它來觀測一些自然災(zāi)害的后續(xù)情況。
日本 日本建筑公司大林組計劃建造一部太空電梯,將游客送入距地面約合3.6萬公里的太空。太空電梯的纜繩將與太空中的一座空間站相連。根據(jù)大林組的計劃,太空電梯夢想有望在2050年成為現(xiàn)實(shí)。
大林公司所設(shè)計的太空電梯纜線,全長為地球到月球距離的大約四分之一,這相當(dāng)于9.6萬公里。電梯纜線固定在地球地表一個定點(diǎn)上,另一頭系著一個起平衡作用的鉛墜。電梯電纜的中間部位是一個太空站,該太空站內(nèi)將建設(shè)實(shí)驗設(shè)施及居住的空間。據(jù)介紹,升降機(jī)每次可以同時搭乘30名游客升入衛(wèi)星空間站中,讓他們有機(jī)會“站”在太空中欣賞宇宙美景。據(jù)悉,升降機(jī)需要花費(fèi)一周的時間才能到達(dá)空間站,但乘客們基本不需要接受任何太空旅行方面的訓(xùn)練。
該太空電梯被命名為“東京天空之樹”,高2080英尺。這座高塔還將作為一個數(shù)字廣播天線,陸續(xù)不斷地吸引東京以及更遠(yuǎn)地區(qū)的太空觀光游客。Satomi Katsuyama說:“我們的專家對建筑、氣候、季風(fēng)和設(shè)計等方面進(jìn)行了綜合分析,他們表示這座太空電梯具有一定的可行性!
主要特點(diǎn) 1、游客無須進(jìn)行任何訓(xùn)練;2、電梯可重復(fù)使用;3、成本低。
如果選擇搭乘太空電梯這種方式,游客無需預(yù)先進(jìn)行任何訓(xùn)練,讓空間站成為一個真正意義上的度假勝地。太空電梯可以重復(fù)使用,由在軌基地的太陽能電池板供電;這種交通方式,是一種將人類和貨物送入太空的低成本方式。[2]
主要用途太空電梯根據(jù)科學(xué)家們的設(shè)想,一條從距離地面3.6萬公里的地球同步衛(wèi)星向地面垂下一條纜繩至地面基站,并沿著這條纜繩修建往返于地球和太空之間的電梯型飛船,往來運(yùn)輸物資。 [float=right]
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太空電梯可以搭載包括大型太陽能發(fā)電機(jī)、核廢料等各種物品,還可以載人。更重要的是,太空升降艙上天不需要攜帶大量燃料,預(yù)計所耗能量不過為宇宙飛船發(fā)射的1%。英國的一項測算顯示,用太空升降艙運(yùn)送一個人和行李的費(fèi)用僅相當(dāng)于常用航天飛機(jī)運(yùn)送費(fèi)用的0.25%。
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[/float]太空電梯的概念最早來自1970年,著名的火箭科學(xué)先驅(qū)者齊奧爾科夫斯基(Knostantin Tsiolkovsky)設(shè)想了一個建立在巨塔頂端的“天空城堡”(或許圣經(jīng)里的巴別塔更早,不過那里沒電梯)。
真正從技術(shù)角度描述了這個問題的是阿瑟·克拉克。據(jù)英國《每日郵報》報道稱,科幻作家阿瑟·克拉克在1978年出版的《天堂之泉》(“Fountains of Paradise”)中曾描寫過太空電梯的構(gòu)想,人們可乘電梯去太空觀光并運(yùn)送貨物。
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(yùn)送到太空站。太空電梯還能用做一個發(fā)射系統(tǒng),因為太空電梯必然被地球帶動旋轉(zhuǎn),而越高的地方速度越快,所以將飛船從地面運(yùn)送到大氣層外足夠高的地方,只要一點(diǎn)加速度就可以起航了;蛘哂锰针娞莅蚜悴考䦷咸照荆谀抢锝M裝。
相關(guān)計劃 俄羅斯太空天梯計劃(5張)
最早提出太空天梯設(shè)想的人是俄羅斯著名學(xué)者齊奧爾科夫斯基。他提議在地球靜止軌道上建設(shè)一個太空城堡,和地面用一根纜繩連接起來,成為向太空運(yùn)輸人和物的新捷徑。
所謂地球靜止軌道,是因為當(dāng)在該軌道上的航天器以每秒7.27×10-5弧度的角速度繞地球運(yùn)行時,正好與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同,故從地面上看去,好像固定在太空中不動一樣,因此才被稱為地球靜止軌道。正緣于地球靜止軌道的這種特殊功能,齊奧爾科夫斯基才提出在它上面設(shè)置一個太空城堡,垂放一根纜繩錨在地球赤道上,就可成為通向太空的天梯。這架梯子可以筆直地通向靜止軌道,在無外力影響時它不會彎曲,能成為通往太空的運(yùn)輸線。
據(jù)俄羅斯《真理報》報道,“太空電梯”——這個世界上獨(dú)一無二的設(shè)想將在最近幾年有突破性進(jìn)展。受歐洲太空署委托,俄羅斯薩馬拉太空大學(xué)的科學(xué)家一直在研究建造這種可以把許多物品從國際空間站送回地球的裝置。
報道稱,俄羅斯薩馬拉城的科學(xué)家已將“太空電梯”的研究工作進(jìn)行到工作收尾階段。這部“太空電梯”的主要工作原理其實(shí)并不復(fù)雜,裝有貨物的太空艙通過一根30公里長的特別牢固的纜繩送回地球。雖然纜繩很長,但其重量不會超過6公斤,需要用特別材料制成。當(dāng)其進(jìn)入大氣層后,纜繩會燃燒,而貨物則接著依靠氣球繼續(xù)緩緩地落向地球。
美國 1970年,美國科學(xué)家羅姆·皮爾森進(jìn)一步完善了太空天梯的設(shè)想。1999年,美國宇航局馬歇爾中心的先進(jìn)辦公室發(fā)表了《天梯:太空的先進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施》一文,標(biāo)志著天梯將從幻想走向現(xiàn)實(shí)。
2004年6月30日,在華盛頓召開的第三屆國際天梯會議上,專家們對天梯這一宏偉構(gòu)想進(jìn)行了探討。時隔僅僅9個月,2005年3月23日,美國宇航局正式宣布太空天梯已成為世紀(jì)挑戰(zhàn)的首選項目。以研究天梯而著稱的西弗吉尼亞州費(fèi)爾蒙特科學(xué)研究所的布拉德·愛德華茲博士在論文中寫道:“天梯可以使人類歷史實(shí)現(xiàn)跳躍性的發(fā)展。”他認(rèn)為自己構(gòu)想中的初版天梯可能在2019年問世,其成本大約為70億~100億美元,與人類其他大型太空工程相比,這項費(fèi)用并不算太大。
太空天梯一旦建成,就可晝夜不停地開展運(yùn)輸工作,把旅游者和貨物送入太空,并大大降低運(yùn)送費(fèi)用,F(xiàn)在火箭發(fā)射或航天飛機(jī)運(yùn)送每公斤有效載荷約需2萬美元,而太空天梯運(yùn)送每公斤物品僅需10美元,從而能夠推動空間技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。
在月球上建天梯
2012年,由美國航空航天局前工程師邁克爾-萊恩創(chuàng)辦的電梯港集團(tuán)公司宣稱,由于在月球上建太空電梯比在地球上建更容易,所以該公司可用現(xiàn)有技術(shù)在月球上建造一座太空電梯,并表示這一想法能在8年內(nèi)成為現(xiàn)實(shí)。
“大約在六個月前,我們的研發(fā)工作取得了根本性突破,我們認(rèn)為這一突破將改變?nèi)祟愇拿鳌保懊绹鴩液娇蘸教炀止こ處、現(xiàn)任美國電梯港集團(tuán)總裁邁克爾·萊恩表示,這個突破性的進(jìn)展可以讓他們借助現(xiàn)有技術(shù),讓搭載人造衛(wèi)星的火箭進(jìn)行月球單程之旅,以及成功建造能夠在月球使用的太空電梯,而這一想法可能在八年內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
據(jù)報道稱,該公司開發(fā)的“太空電梯”系統(tǒng),計劃首先利用纜繩測試該系統(tǒng),然后才推出月球系統(tǒng)。該公司研究人員最終希望使用一個“太空電梯”把月球和空間站連接起來。為了實(shí)施這個龐大的計劃,他們在網(wǎng)上發(fā)起了一項集資活動,希望為月球“太空電梯”籌得第一筆資金。資金主要用于創(chuàng)建一座與地面相連的懸浮球載平臺,這樣機(jī)器人可以借助它向空中上升1.2英里(約合2000米)。
2001年到2003年期間,萊恩先是與美國國家航空航天局先進(jìn)理念研究所的團(tuán)隊合作,共同開發(fā)“太空電梯”。2003年,他加入電梯港集團(tuán),通過實(shí)驗實(shí)現(xiàn)了讓機(jī)器人在懸浮球載平臺的幫助下向空中上升了1英里(約合1600米)的試驗。
由于經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響,該公司在2007年到2012年期間曾被迫關(guān)閉,很多人已經(jīng)離開并參與到其他項目的研發(fā)當(dāng)中。萊恩說,他們正在培訓(xùn)一個新的合作團(tuán)隊。據(jù)了解,該公司進(jìn)行一年的可行性研究至少需要300萬美元。
該公司希望,如果這項技術(shù)成功的話,也可以應(yīng)用在地球上的其他領(lǐng)域。比如,它們還可以在地球上充當(dāng)廉價的通訊塔,以幫助提供無線網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控農(nóng)作物生長、預(yù)防森林火災(zāi),若在上面安裝攝像機(jī),人們還可以借助它來觀測一些自然災(zāi)害的后續(xù)情況。
日本 日本建筑公司大林組計劃建造一部太空電梯,將游客送入距地面約合3.6萬公里的太空。太空電梯的纜繩將與太空中的一座空間站相連。根據(jù)大林組的計劃,太空電梯夢想有望在2050年成為現(xiàn)實(shí)。
大林公司所設(shè)計的太空電梯纜線,全長為地球到月球距離的大約四分之一,這相當(dāng)于9.6萬公里。電梯纜線固定在地球地表一個定點(diǎn)上,另一頭系著一個起平衡作用的鉛墜。電梯電纜的中間部位是一個太空站,該太空站內(nèi)將建設(shè)實(shí)驗設(shè)施及居住的空間。據(jù)介紹,升降機(jī)每次可以同時搭乘30名游客升入衛(wèi)星空間站中,讓他們有機(jī)會“站”在太空中欣賞宇宙美景。據(jù)悉,升降機(jī)需要花費(fèi)一周的時間才能到達(dá)空間站,但乘客們基本不需要接受任何太空旅行方面的訓(xùn)練。
該太空電梯被命名為“東京天空之樹”,高2080英尺。這座高塔還將作為一個數(shù)字廣播天線,陸續(xù)不斷地吸引東京以及更遠(yuǎn)地區(qū)的太空觀光游客。Satomi Katsuyama說:“我們的專家對建筑、氣候、季風(fēng)和設(shè)計等方面進(jìn)行了綜合分析,他們表示這座太空電梯具有一定的可行性!
主要特點(diǎn) 1、游客無須進(jìn)行任何訓(xùn)練;2、電梯可重復(fù)使用;3、成本低。
如果選擇搭乘太空電梯這種方式,游客無需預(yù)先進(jìn)行任何訓(xùn)練,讓空間站成為一個真正意義上的度假勝地。太空電梯可以重復(fù)使用,由在軌基地的太陽能電池板供電;這種交通方式,是一種將人類和貨物送入太空的低成本方式。[2]
主要用途太空電梯根據(jù)科學(xué)家們的設(shè)想,一條從距離地面3.6萬公里的地球同步衛(wèi)星向地面垂下一條纜繩至地面基站,并沿著這條纜繩修建往返于地球和太空之間的電梯型飛船,往來運(yùn)輸物資。 [float=right]
[/float]太空電梯可以搭載包括大型太陽能發(fā)電機(jī)、核廢料等各種物品,還可以載人。更重要的是,太空升降艙上天不需要攜帶大量燃料,預(yù)計所耗能量不過為宇宙飛船發(fā)射的1%。英國的一項測算顯示,用太空升降艙運(yùn)送一個人和行李的費(fèi)用僅相當(dāng)于常用航天飛機(jī)運(yùn)送費(fèi)用的0.25%。
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