未来进入太空用梯子
2017-09-11 09:22:54    《中国中学生报》 人参与 0评论
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  人类从地球到太空一定要用飞行器吗?当然不是。科学家曾提出过一种全新的登陆太空方案——天梯计划。20世纪90年代,人类发明一种碳纳米管,基于这种材料轻巧、坚韧的特性,科学家将其视为打开宇宙之门的“钥匙”。
  一种全新的航天设备进入实验期,如成功将开启低成本太空探索时代。碳纳米管,这种奇特的材料具有超常的力学、电学和化学性能,比如,它在单位质量上的拉伸强度是钢铁的276倍,远超其他材料。
  2005年3月23日,美国航空航天局正式宣布太空天梯已成为世纪挑战的首选项目,并联合布拉德利·爱德华兹博士的洛斯阿拉莫斯国家实验所,共同探究用碳纳米管材料制作太空天梯的可行性方案。
  爱德华兹在研究中建议将两根最多2 5.4厘米宽的碳纳米管缆绳运到赤道上空约350 00千米的地球同步轨道,系在地球同步卫星上,然后让两根缆绳的另一端飘回地面,与太平洋中一个类似石油钻探平台的设施相连。同时,将系在卫星上的缆绳上升到约69.9万千米的太空,两根缆绳的中心点应一直保持在地球同步轨道上。随后,让装有接触踏板的“车厢”在激光能源的推动下,从地球表面沿缆绳向上攀爬,从而像拉链一样将两根缆绳黏合到一起。另外,两百多个这样的“车厢”将更多的碳纳米纤维结合到一起,形成一根宽约1米的缆绳。这样,太空天梯便建成了。
  爱德华兹曾在2004年大胆预言:2019年之前,科学家们将在距离厄瓜多尔海岸1931千米的海面上建立一个平台。一根约1米宽,厚度比纸还薄的碳纳米管缆绳的一端与该平台相连,另一端伸向约10万千米的太空,在地球旋转的向心力作用下,缆绳将会被拉得很紧。
  计划中最吸引人的是,太空天梯可以极大地降低运载成本,每0.45千克只需要10 0美元(目前的成本为10 0 0 0美元)。建成“太空天梯”的成本为70亿美元,这远远低于大型的太空项目。英国一项测算也显示,太空天梯的运送成本仅占常用航天器的0.25%。它一旦建成,将大大提高人类造访太空的频率,也将开启人类探索太空的新纪元。
  由于碳元素在地球上普遍存在,碳纳米管材料的应用,将极大缩减成本。关于天梯计划的可行性,天文学家仍议论纷纷。不过令学界震惊的是,美国航空航天局已经认定这项设想具有极大的可能性。美国航空航天局专家戴维·史密瑟曼说:“这是迄今为止我见到过的最大胆而又最详细的设想。”
  不过,想要“太空天梯”计划最终实现,需要更长的碳纳米管。
  虽然如今看来,爱德华兹的预言在短期内无法实现,但他勾画出来的太空天梯场景及其可行性,还是给人类带来曙光。
猫猫

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