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坐著電梯上太空?迷你太空電梯下周要測試了

一百多年前的1895年,俄羅斯科學家康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基提出了“太空電梯”構想。2018年,這一構想開始走向現實。

據物理學家組織網消息,日本將於9月11日對全球首款迷你太空電梯進行試驗。該電梯為箱狀,由靜岡大學研發,長、寬、高分別為6厘米、3厘米、3厘米。它將搭乘日本宇航研究開發機構(JAXA)從鹿兒島發射的火箭,前往國際太空站。

試驗過程中,兩顆超小型衛星將從國際太空站中釋放,在太空中拉起一條長約10米的鋼製纜繩並保持纜繩緊繃。研究人員將嘗試在纜繩上通過電機來移動迷你電梯,並通過安裝在衛星上的攝影機確認電梯的運行情況。

此前,研究人員已開展過在太空伸展纜繩的試驗,移動迷你電梯箱尚屬首次。

若試驗成功,可證實“太空電梯”的概念可行,但這距離建設可運送人和貨物的太空電梯實物,仍有很長的路線。

太空電梯構想圖 圖片來源:NASA

按照齊奧爾科夫斯基的構想,在地球靜止軌道上建設一個太空城堡,和地面用一根纜繩相連,可成為向太空運輸人和物的新通道。

2014年,靜岡大學合作夥伴、日本建築公司大林組株式會社開始嘗試建造這種太空電梯。當時,該公司提出將通過強度為鋼鐵20多倍的碳納米管技術,建造一條纜繩,從地面出發,延伸到距離地面9.6萬千米的太空中。這一距離相當於地球到月亮距離的四分之一。

按照計劃,纜繩上搭載的太空電梯,由磁力線性電機驅動,時速200公里,全程大約需要7天,每次可攜帶30人。計劃預計耗資100億美元,希望於2050年實現運送遊客。

研究人員表示,一旦太空電梯有所突破,將極大降低太空運輸成本,預計建成後運送1kg貨物的成本僅為200美元,百倍低於使用太空梭產生的運輸費用。另據美國國家航空航天局(NASA)1999年作出的評估,太空電梯最終可能將運輸成本降至150kg貨物222美元。

大林組株式會社在宣布太空電梯計劃時曾表示,“目前的技術水準不足以將這一概念變為現實,但我們的計劃是可行的。”

受技術限制影響,太空電梯建設一度沒有進展。因為想要找到重量足夠輕,同時又異常堅韌的材料並不容易;且在距離地面數萬公里的縹緲太空中,如何創造穩定的平衡點來固定纜繩,也是必須面對的難題。

NASA公布的資料顯示,馬歇爾高級項目辦公室的大衛·史密斯曼(David Smitherman)同樣提出過建設太空電梯的計劃。但他明確表示,在短期內不可能完成建設,到21世紀末才可能變成現實。

在史密斯曼的計劃中,太空電梯同樣需要通過纜繩運行,且需要在赤道地區,例如中美及南美洲北部,東南亞、非洲中部,建設一座高達5萬米的高塔。將纜繩的一端固定在塔頂,另一端則由衛星或太空站固定在距離地面3.6萬千米的地球靜止軌道上。史密斯曼表示,將高塔建設在赤道上,可有效避免颶風和龍卷風的影響。

史密斯曼構想中適合建設電梯塔的地區 圖片來源:NASA

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