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日本测试“太空电梯”太空旅行有多远?

文章来源:古脊椎动物与古人类研究所     发布时间:2018-10-20   【字号:         】

原题目:日本测试“太空电梯” 太空旅行有多远?

新京报讯 搭乘电梯直通太空,听起来像是科幻小说的情节,可是日本科学家正起劲将此变为现实。本月日本将举行迷你版太空电梯实验,这将是天下首个测试电梯在太空中运动的实验。日本科研团队的目的是2050年建成太空电梯,届时将搭客带到3.6万千米的高空旅行。

用碳纳米管制作缆绳毗连地面和太空

据日媒《逐日新闻》消息来源,日本静冈大学工学部的科研团队与日本建设公司大林组互助开发了迷你版太空电梯,将视天气情形在本月举行实验。卖力研发的日本静冈大学教授能见公博表现,实验将用一段10米长的钢制缆绳,毗连2颗边长为10厘米的小型立方体卫星。这2颗卫星将搭乘H2B火箭7号机从鹿儿岛县种子岛宇宙中央前往国际空间站。在缆绳上,研究职员将实验使用电机驱动一个模拟电梯升降舱的盒子,使其在缆绳上往返移动。安装在卫星上的照相机将会记载,盒子怎样在现实的宇宙空间中移动,以此测试太空电梯模子的可行性。静冈大学的研发团队表现,虽然是迷你版太空电梯实验,但若是能够在宇宙空间确认运行情形,将会成为实现构想的第一步。

到场太空电梯实验的日本建设公司大林组还在单独推进研发事情。据大林组公司网站先容,他们构想用碳纳米管制作缆绳,6组升降电梯依赖电念头在其上运行,升降舱将建成直径为7.2米的鸡蛋状,可承载30人。电梯从地面出发,预计8天到达空间站。该公司评估这一套太空电梯系统约莫需要20年的制作时间,耗价约10万亿日元。大林组的太空电梯研发组卖力人石川洋二接受《朝日新闻》采访时表现:“太空电梯从理论上来说可以实现。未来,太空旅行将盛行。”

太空电梯将大大节约太空运输成本

太空电梯的想法最早由俄罗斯科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基于1895年提出,他提议在地球静止轨道上建设一个太空城堡,用一根缆绳将地面与城堡相连,以此实现太空运输。1979年英国作家阿瑟·克拉克将这个观点写入了科幻小说《天堂的喷泉》,引起了民众的普遍关注。在科幻作家刘慈欣的作品《三体》中,也有关于太空电梯的形貌。实在太空电梯的基本原理就是,用一条长缆绳,其一端牢固在地球上,另一端牢固在地球静止轨道(距离地面约3.6万千米)上运行的航天器或者空间站上,在引力和向心加速率的相互作用下,缆绳会绷紧,一个类似于电梯的升降舱在缆绳两头上下运动。

本世纪初,随着新质料的不停泛起,太空电梯的构想不再那么遥不行及,来自美国、日本、俄罗斯等各国的科学家纷纷最先探索,由于一旦建成将大大节约太空运输成本。日本是最努力的国家之一,10年前就集结了各路专家组成“日本太空电梯协会”,对此睁开研究。2013年,日本教授青木义男试制的“爬山者”电梯在富士山山麓举行实验,电梯乐成升到了地上1200米的高度。但由于日本执法的限制,不行举行更高海拔高度的测试。日本太空电梯协会会长大野修一以为,太空电梯将是人类探索太空资源的须要工具。

释疑1

太空电梯比火箭有何优势?

人类现在进入外太空只能依赖火箭运输,不仅运输成本高昂,而且会对地球情况造成影响。据彭博社,现在的国际商业卫星发射中,每千克荷载的运输成本约2.5万-4万美元之间。日本建设公司大林组预估,太空电梯建成后,每千克荷载的运输成本约为200美元。

中国航天科工团体第二研究院研究员、国际宇航联空间运输委员会秘书长杨宇光说,若是太空电梯制作乐成,意义绝对不局限于太空旅行旅游。首先,人类现在进入太空最大的障碍就是成本过高,太空电梯能近乎百倍地降低用度。这样的话,人类可以把大量的物资运入太空。其次,太空电梯越发宁静。火箭必须要以极高的速率进入太空,面临的情况极其恶劣,而且对宇航员来说也很是危险。若是搭乘太空电梯,可以很是平稳地进入太空。

释疑2

制作太空电梯有何难点?

太空电梯观点提出已有100多年,至今仍未实现,这个项目在现实操作中事实存在多大的难题?据天下科技研究新闻资讯网(PHYS.org),太空电梯的主要组成部门是缆绳,而缆绳的材诘责题是制作历程中首先遇到的障碍。虽然碳纳米管的降生带给科学家很大的希望,它的强度是钢铁的20多倍,可是现在制作碳纳米管的手艺还比力差。

天体物理学博士、科普作家孙正凡表现,制作太空电梯在质料、动力、维护、成本等方面都存在难题。我们现在对质料有种种设想,包罗碳纳米管,可是怎样把这些质料打造成切合太空电梯长度、强度、重量比要求的缆绳,照旧个未知数。日本举行迷你版太空电梯实验,可以通过磨练这个模子来考察理论与现实存在多大的差距。短期内还无法实现构想,可是科学手艺的突破是无法预见的,必须一步一步地举行可行性实验。

杨宇光表现,除了质料之外,太空电梯制作历程中还需要思量怎样逃避太空碎片的问题,以及可能会有其他卫星撞上来,最终可能会发生电梯被撞断裂的情形。另外,地球的转动并不是完全规则的,因此太空电梯随之运转的历程中可能遇到种种问题。

释疑3

实现太空电梯还要多久?

日本科研团队举行太空电梯的实验备受瞩目,许多人甚至最先理想乘坐电梯举行太空旅行的场景。不外,以现在的希望,太空电梯事实什么时间可以实现?

杨宇光表现,日本科学家现在所做的实验只能说是和太空电梯的相关手艺沾边,距离真正实现还很遥远。由于人类现在还没有找到在工程上可行的方案。若是未来某一天有革命性手艺泛起,开发出了新的质料,它的强度比碳纳米管还要高上万倍,那么制作太空电梯就比力容易了,可是现在无法预见。也有人提出在其他星球制作太空电梯,这也是有可能的,可是现在所有的研究都是一种观点研究,完全贴近工程的研究还没有。

杨宇光指出,纵然无法实现3.6万千米的太空电梯,若是能够在地面制作一座一二百公里高的高塔,也是很是有意义的。由于从地面运送物体去太空需要穿过大气层,这个历程庞大且价格高昂,若是火箭不从地面腾飞,而是通过高塔上升到百公里的高度腾飞,不仅节约燃料,而且腾飞的情况也改善了,那样就酿成了真空情况。制作这样一座高塔相比于太空电梯来说更容易,可是现在还实现不了。

本版采写/新京报记者 陈沁涵

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(责任编辑:北扁海海)

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