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剑桥、哥大研究生欲造32万公里登月电梯 只需10亿美元

2019-11-21 14:10:07 阅读量:3399 作责:匿名

由于登月飞船的发射依赖于昂贵的火箭,登月一直是一件极其昂贵的事情。现在,来自哈佛大学和哥伦比亚大学的几名研究生做了一个很好的计算,发现“太空电梯”在技术和经济上都很划算。这部新电梯实际上是一条32万公里长的电缆!

自从60多年前太空出现以来,人类登陆月球只有一种方式:火箭。但是现在,两位研究生说,我们现在应该能够用高科技电梯在地球和月球之间运送人员和货物。

太空电梯的想法并不新鲜。自1895年以来,太空梦想家们一直在谈论这个话题。人们提出了所谓的“经典太空电梯”的概念目标,它可以作为人们往返月球的交通工具。然而,由于高成本和技术的限制,“太空电梯”的概念一直只存在于想象和文学作品中。

在今年8月25日arxiv上发表的一项研究中,两位作者声称“太空电梯”在技术上和经济上都是可行的,只花费了大约10亿美元,并开始建造这样的“月球太空电梯”。这个概念是杰罗姆·皮尔逊在1977年的一次会议上首次正式提出的。

这项研究的合著者之一、剑桥大学天文学研究生佩诺伊尔说:“我对这种太空电梯的低价感到惊讶。只要一个有一点想法和热情的亿万富翁能够建造它。”

拉一根32万公里长的电缆到月球

这篇论文的两位合著者,佩诺伊尔和桑德福德,是哥伦比亚大学天文学研究生。他们称之为月球空间电梯空间线。中心环节是一根200,000英里(320,000公里)长的电缆,一端固定在月球上,另一端指向地球上方,可能在离地球27,000英里的轨道上。(由于月球的相对运动,电缆无法固定在地球表面。)

太空线电缆的最简单版本可能超过也可能不超过88,000磅,这不超过美国宇航局和spacex火箭的下一代有效载荷范围,可以由kevlar或其他现有材料制成,而不是难以制造的碳基材料。过去,人们总是认为碳基材料必须用来建造太空电梯。

未来的太空旅行者将能够使用宇宙飞船从地球飞到悬索的末端,然后将其转移到太阳能机器人飞行器上,将悬索爬升到月球上。航行可能需要几天或几周的时间。回程正好相反。

为什么要花费数十亿甚至数十亿美元来建造月球太空电梯,而不是依靠成熟的火箭技术?Penoyre和sandford在他们的论文中说,前者最终可能会更经济,特别是在从月球矿山将原材料带回地球方面。

美国航空航天研究所发表的一篇论文估计,月球空间升降机系统可以通过将月球材料运送到月球和地球之间的空间站来收回成本,这需要53次旅行。

快走。去月球挖矿井吧!

多年来,专家们一直将月球作为有价值的原材料的潜在来源,从氦-3(可能用于聚变反应堆的大量常见气体),到稀土矿物,如钕和钆(用于制造手机、医疗扫描仪和其他高科技设备)。

“太空电梯就像铁路。除非交通拥挤,否则不值得建设。”佛罗里达州棕榈湾卫星技术公司太空计划首席科学家马歇尔·尤班克斯说。他说,论文中使用的计算过程是可靠的,但绕地卫星可能会与巨大的电缆相撞,这可能是一个潜在的问题,电缆可以保持在绕地空间通道之外,以缓解这个问题。

尽管太空升降机比火箭运输有潜在的优势,月球太空升降机和经典太空升降机都没有受到太空机构或航空航天制造商的太多关注。

自20世纪70年代末以来,美国宇航局一直在资助经典太空电梯概念的研究。但到目前为止,还没有像spacex这样的公司诞生在太空电梯领域。然而,中国和日本公司已经提议分别在2045年和2050年建造经典的太空电梯。

太空计划首席执行官查尔斯·雷德利(Charles Radley)表示:“月球太空电梯的想法并没有获得太多动力,这令人沮丧,但这确实是一个可行的想法,也是一个可以在经济上颠覆游戏规则的想法。”

一些专家认为,至少在最初阶段,经典的太空电梯可能比月球太空电梯更有意义,因为前者更有助于探索月球。例如,你可以使用经典的太空升降机在地球轨道上组装一个巨大的宇宙飞船,然后从那里发射出去。专家说,从地球表面发射宇宙飞船可能比克服巨大的重力更容易。

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