@ 2018.09.07 , 09:00

日本即将测试太空电梯模型的运行状况

发射火箭具有极高的失败风险。火箭本身又极其昂贵,它们需要大量的燃料,产生的废气会造成空气污染。连接地球和大型空间站的电梯——太空电梯——仿佛直接从科幻小说中抄来的概念可以解决上述所有问题。现在,日本工程师准备测试相关的技术。

9月11日,来自静冈大学工程学院的团队将推出一架太空电梯的比例模型:两个直径10厘米左右的小立方体卫星,由一条10米长的钢缆连接在一起。

电梯轿箱将沿着电缆在两颗卫星之间来回移动,而卫星中配有摄像机监控电梯的运行。

“这是世界上首个模拟太空电梯运行状况的实验。”大学发言人告诉法新社。

自从在1895年亲眼看到埃菲尔铁塔后,俄罗斯航天事业之父、宇航先驱康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基(Konstantin Tsiolkovsky)就在脑海中诞生了这个想法;此后超过100年的时间里,工程师们一直梦想着能拥有一台太空电梯。自那以后,它多次出现在各种科幻小说中。

日本即将测试太空电梯模型的运行状况
日本建筑公司Obayashi Corp.的模拟动画

但架设一台太空电梯所涉及的技术挑战是无比巨大的。对工程力学略有了解的人也能想到,应该用足够轻的材料来制造电梯。

但是这种材料还需要足够坚韧以承受由离心力作用产生在电梯配重上的张力;它要超出地球大气层,保持自身直立。

它还必须承受来自地球,太阳和月亮的重力,以及地球大气条件(如强风)引起的应力。

与静冈大学合作的日本建筑公司Obayashi Corp.此前曾宣布,它希望能在2050年建成真正的太空电梯。它的一端是位于35000公里高度的地球静止轨道空间站,连接的另一端则是太平洋上的某处。

建筑公司一直在关注碳纳米管技术的发展。但良好的愿景也只是愿景。首先,我们目前还没有制造如此规模的碳纳米管的技术——要用碳纳米管制造出96000公里长的电梯缆绳。

另一方面,即使我们可以,材料也不够强大。据工程师Keith Henson说,施加足够的压力,六角形碳键将变得不稳定——电缆会像长袜一样撕裂。

虽然留给他们的时间已经不多了,但日本队仍然保持乐观。

“理论上讲,太空电梯是非常合理的选择。”静冈大学工程师Yoji Ishikawa说。 “有了它,太空旅行可能会相当于现在的乘坐国际航班。”

在接下来的30年中,有可能会出现某种奇迹材料,以满足制造太空电梯的条件。

如果真的找到了,那么现在的测试数据将是非常宝贵的资料。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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