第19版:博览
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2016年12月1日 星期

未来,地球人可乘电梯上太空
谷歌正在秘密研制,碳纳米管技术是最大制约因素

说到谷歌,你的第一反应大概是很多人在用的安卓手机,或是酷酷的谷歌眼镜。不过,谷歌还有一项秘密研究,你大概不知道。

在旧金山,据说有一家隶属于谷歌的秘密实验室,这个秘密实验室在谷歌内部被称为——Google X,不知这个名字是不是来源于当年大名鼎鼎的美剧《X档案》。

和《X档案》中联邦调查局调查外星人部门一样,这个实验室同样是对外高度保密,它所从事的秘密研究和《X档案》也有异曲同工之处,都是面向太空的。这个实验室研究的课题,就是——太空电梯。Google X 的快速评估团队负责人理查·德维尔曾经说,这个项目是打算“用一种网将你从地面带到近地轨道上,而且几乎是零能耗”。

电梯不是幻想

最早提出“太空电梯”概念的,是前苏联著名的火箭专家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基。他早在1970年就设想了一个用于连接地球与外太空的新方法。按照齐奥尔科夫斯基的设想,在地球静止轨道上建设一个太空城堡,和地面用一根缆绳连接起来,这样就构成了向太空运输人和物的新捷径。同年,美国科学家罗姆·皮尔森也提出了类似的太空天梯设想。数年之后,科幻作家阿瑟·克拉克出版了一部科幻小说《天堂之泉》,里面也向人们“展示”了“太空电梯”。通过这部电梯,人们可乘电梯去太空观光并运送货物。到了1999年,美国宇航局马歇尔中心的先进办公室率先发表了《天梯:太空的先进基础设施》一文,将“太空电梯”从设想转变为现实的科研项目。

2004年年中,在华盛顿召开的专门的国际“太空电梯”大会上,专家对这一宏伟构想进行了深入的探讨。九个月后,美国宇航局正式宣布“太空电梯”成为世纪挑战的首选项目。

按照科学家们的设想,太空电梯应该是一条从距离地面3.6万公里的地球同步卫星向地面垂下一条缆绳至地面基站,并沿着这条缆绳修建往返于地球和太空之间的电梯型飞船,往来运输人员和物资。

西弗吉尼亚州费尔蒙特科学研究所的布拉德·爱德华兹博士在论文中写道:“天梯可以使人类历史实现跳跃性的发展。”他认为,初级版的“太空电梯”可能在2019年问世,其成本大约为70亿到100亿美元,与其他大型太空工程相比,费用并不算太大。“电梯”一旦建成,就可昼夜不停地开展运输工作,把旅游者和货物送入太空,并大大降低运送费用。

不过,“太空电梯”的现实研究并不太顺利。早在十年前,美国LiftPort实验室就在尝试制造“太空电梯”,不过最后以失败告终。

日本建筑巨头大林组目前也在进行“太空电梯”的项目研究,他们打算建造一个直通96000公里高空的轨道电梯。这个电梯能乘坐三十人,在磁力线型发动机的推动下爬升七天,到达太空中新建的太空站。按照大林组的测算,太空电梯的费用不及航天飞机的百分之一。

与谷歌一样,大林组同样认为碳纳米管技术将是制造“太空电梯”的最佳之选。与谷歌不同的是,大林组并没有放弃他们的努力。同时,他们相信在未来15年里,碳纳米管技术将会达到“太空电梯”的制造要求。

天梯正变现实

和在进行“太空电梯”研究的大林组一样,有许多科学家都认为现时制造“太空电梯”其实是完全可行的。

国际宇宙航行学会最近会集了来自各个不同领域的科学家对“太空电梯”构想进行了讨论,最后得出的结论是,目前没有找到任何科学依据可以推翻太空电梯的可行性。

科学家认为,太空电梯不会很快,从地球表面到地球同步轨道需要花费一周的时间,不过好处是成本比火箭少得多了,而这一结论正好与大林组的研究目标相一致。

科学家们还为“太空电梯”提出了更多的构想,比如,相比以往提出的直接将地球和太空相连接的“太空电梯”构想,科学家提出,如果将“电梯”连接大地的那一端悬空,其实效果会更好,因为这能够让成本降低达四成以上。

根据这个设想,“太空电梯”一端悬在距离地面160公里的轨道上,人或者货物通过飞行器来到电梯底部,然后再经过漫长的碳纳米管,最终来到40000公里以上的太空。

不过除了碳纳米管技术,这些科学家想到了另一个困难,那就是“太空电梯”需要由太阳能电池阵列来提供能源,但现在的太阳能转换效率还不足以满足“太空电梯”对能源的需求。

尽管如此,一些“太空电梯”项目的研究依然取得了不错的进展,俄罗斯萨马拉太空大学的科学家称,他们已将“太空电梯”的研究工作进行到工作收尾阶段。这部“太空电梯”的主要工作原理其实并不复杂,装有货物的太空舱通过一根三十公里长的特别牢固的缆绳送回地球。这条缆绳虽然很长,但其重量很轻,用特别的材料制成。当其进入大气层后,缆绳会燃烧,而货物则接着依靠气球继续缓缓地落向地球。

据《生活日报》


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