如果從地球到月球安裝一個電梯,方便大家登月旅遊,大約需要多少錢?

宮粽


本來就曾經有人設想過太空電梯,不過連太空電梯都還沒有眉目,這倒好,設想搭建太空電梯到月球了都,這無疑是一個腦洞非常非常大的想法,在下實在是佩服之至啊。

月球距離地球,近地點:36.3萬公里,遠地點:40.5萬公里,月球還擁有著自轉與公轉,這就表明了,搭建太空電梯時,不能始終連接著月球,必須在太空電梯纜繩中間設置幾個轉換連接點。

無疑,乘客在去月球旅遊時,中間還得換乘。

搭建太空電梯的設想如下:

在地球表面建立一個超大型的基座,用碳納米管制造出纜繩,升降艙系在纜繩上面,然後便可以上下運行了,但是呢,不能一口氣一直到月球,先到太空中的近地空間站。

在這裡,是地月旅行的一箇中間站,後面還有更多的中間站,因為不能直達,月球也在公轉著呢,公轉的速度是1.023千米/秒,月球一直在移動著,怎麼辦?

所以才用的是碳納米管制造成的纜繩啊,這樣只需在中間多設置幾個休息站點,並且每個站點有其它的任務,就是維護。而且還要根據地月之間的距離,不停的伸縮纜繩的連接長度。

地月旅行單程旅途所需時間為1個月零7天,從地面上到達第一個站點——空間站,需要花費7天,在空間站中利用半個小時時間,換乘到另一條纜繩線中,然後向月球進發,中間還得換乘三次纜繩,在這個過程中,需要花費1個月。

建造如此規模的電梯共計需要花費10萬億美元,這只是一個保守的數字,實際操作過程中,肯定要高於這個數字。如何來後期營銷這個項目呢?

每次旅程搭乘220名旅客,每個人都得花費120萬美元的車票錢,這只是車票費用而已,你去月球上購物需要錢,月球上建有完備的旅遊設施,酒店、商場、遊樂場、太空觀光站、太空蹦極等等設施應有盡有,怎麼著,一趟下來也得花費個300萬美元,所以,無需擔心太空電梯的後期運營,保準運行三年之後就進入到盈利模式。


一枚遊戲科幻迷


很好的問題,我先不說的答案,但給你一個大致的推導過程。

地球的半徑是6700公里,地球到月球的距離是380000公里。地球到月球的距離大概是地球半徑的56倍。

那麼好了,如果一個人的質量是50kg,那麼ta在地球表面受到的重力是500牛頓,而ta到月球附近受到的重力大概是500除以56的平方等於0.15牛頓。

你需要知道的是,距離地球中心越遠,重力越小。重力(引力)是與距離的平方成反比的。

那麼好了,我們來估算一下一個人從地球表面移動到月球需要克服重力做多少功,或者說引力勢能增加了多少。本來這個計算過程需要用到積分,但我可以直接把估算的共識告訴大家:
6700*500減去38000*0.15

答案是329千萬焦耳。(注意量綱哦)

也就是說,

如果從地球到月球安裝一個電梯,方便大家登月旅遊,每運送一個50kg的人去月球需要做功329千萬焦耳。

我們知道,一度電是1千瓦小時,也就是360萬焦耳。

所以,我們發現把一個人送上月球大概需要329000/360度電,算出來是914度電。

以一度電5毛來計算,需要457元人民幣。

如果裝好了地球到月球的電梯,基本上500元的電費就可以去月球了,問題的關鍵在於,建設成本太高,還要加上類似於機場建設費一樣的電梯建設費,那就貴了。


作家張軒中


從地球到月球顯然不可能安裝直達電梯,因為地球和月球都會自轉,這個電梯即使安裝好,也早被擰成麻花了。那麼除了乘坐太空飛船,人類就沒有相對成本較低,而且可以大量運送人和物品去月球的方法了嗎?

實際上,這才是一個實實在在的科學和工程學問題,那麼就讓我們來討論一下。


一. 人類已經完成登月

人類要走出地球,走向宇宙,甚至移民到其它星系,是遲早的事。但在真正走出去之前,月球顯然是人類的第一個小目標。人類雖然以及登月過不止一次,但每一次都是耗費巨大人力物力的科學探索任務,象徵意義遠遠大過現實意義。我在之前的一個悟空問答裡,詳細描述過人類之前乘坐阿波羅號的登月進程,這裡就不贅述了,詳見鏈接:

https://www.wukong.com/question/6492818316162236686/

二. 登月和月球移民開發是兩回事兒

1969年完成的阿波羅登月計劃,耗資超過200億美元,約佔當時美國科技研發費用的20%,最終才僅僅送上月球寥寥數個宇航員,這個成本對於大規模移民開發月球來說顯然是不現實的。那麼登月最大的能量消耗在哪裡呢?就是在飛船起飛擺脫地球引力場的時候。所以要想實現經濟登月,首先要做到的是要把這個階段的能量消耗降到最低。

那麼有辦法嗎?有!


三. 太空電梯

最早的想法是建造太空電梯。所謂太空電梯其實原理很簡單,如下圖:

電梯的一端在地球的赤道,另一端在地球同步靜止軌道上。

所謂地球同步靜止軌道,就是在赤道上空,距離地面35786公里處,
順行的圓形軌道。人造衛星在這個位置環繞地球運行的速度為3.07千米/秒,角速度恰恰等於地球自轉角速度,所以會相對地球靜止。

這樣一來,這個電梯就不會因為兩端速度不同而扭曲了,可以很穩定的運轉。而人類就可以通過電梯把太空船建造原料以及大量人員源源不斷的運到同步軌道,在那裡組裝好。那裡地球引力場的作用已經幾乎可以忽略,從那裡出發去月球,消耗的燃料將非常少。於是,大規模的移民將變得可行。NASA做過成本核算,如果太空電梯建好,將一公斤原料送上太空的成本可以降到200美元。


但是建造太空電梯最大的技術問題,就是纜繩的材料問題。你可以把這個電梯看做一個高速甩動的流星錘,只不過甩繩長3萬6千公里。目前人類還沒有研製出能夠承受如此大拉力的材料,而像石墨烯這樣的納米材料,可能是未來的突破。不過即使如此,以人類目前的科技水平,建造太空電梯的成本也是天價的。


四. 重型獵鷹

不過,最近人們似乎更看好一條新策略,那就是現在進行的如火如荼的SpaceX可回收火箭計劃。很多人都知道前一陣的大新聞,鋼鐵俠使用可回收火箭重型獵鷹發射了一輛特斯拉上太空,並且部分火箭發射器回收成功。

可重複利用意味著航天發射的成本將被大大降低,目前可重複使用火箭已經可以將發射成本降到每公斤7000美元。隨著技術的成熟,以後的可預期成本可能會降到1000美元以下,這樣就完全可以取代太空電梯了。

重型獵鷹各個型號


五. 成本核算

如果我們乘坐太空穿梭機從地球同步軌道出發,那麼只需要使用很小的能量,提供持續不斷的加速度,就可以很快達到極高的速度。這樣的話,不但去月球輕而易舉,去更遠的地方,比如火星,也不是什麼難事兒。


至於具體的成本,現在是說不好的,誰又知道那時候的世界還是不是以美元為通用貨幣來和核算的呢?


羅生物語


如果從地球到月球安裝一個電梯,方便大家登月旅遊,大約需要多少錢?

看起來似乎是錢的問題,已經有大作家計算過了,理論值:50KG的人不計承載算出來是914度電。以一度電5毛來計算,需要457元人民幣,看上去好便宜但這似乎是完全不可能啊,完全是一個題目出錯的個問題!

在這裡需要了解一個名詞是潮汐鎖定,這個對於建設這條電梯尤為關鍵,很幸運月球已經被地球潮汐鎖定,一面永遠朝向地球,我們可以在正對月面中間建設一個超級電梯基地,為何叫超級呢,因為這個電梯的長度將達到平均距離38.4萬KM!

那麼在地球上我們要把這個點選擇哪裡呢?很抱歉地球上沒地方選,因為地球並沒有和月球互相潮汐鎖定,因此在地球上這個點是移動的,每天每刻都不一樣(當然你每個月會看到一次月亮在同一個時間和地點升起,因此這個點大概每月會在同一個地方一次)!那麼造出來之後我們還沒有一個固定的上電梯位置,這讓人情何以堪啊.....

月初升起的位置

月中升起的位置

另外還有一個比較嚴重的問題,地月距離只是一個平均距離,遠地點和近地點的距離是變化的,如下圖:

最遠距離是40.6萬千米,最近是35.6萬千米,相差5萬千米,這個電梯還得做成伸縮型的,而且這個伸縮距離達1/8,非常大的挑戰哈....

最後再來看看有沒有這樣的材料,一般的鋼材拉斷自身的極限長度大概是11千米左右,高強度碳纖維能達到上百甚至千倍這個距離,但地月之間平均距離達38.4萬千米,以現在的技術即使在同步軌道上建造一個電梯(加上配重約需10萬千米長度)都無法制造,何況地月系之間呢?

所以想搭乘地月電梯的朋友還是洗洗睡吧!

最後友情提醒下冥王星和它的衛星卡戎是互相潮汐鎖定的,有理論基礎!


星辰大海路上的種花家


這個問題很有創意,要想做空中雲梯,按當下的條件,是不可能的,未來可能會現實,主要是做空中雲梯,用什麼材料才鞏固,怎樣才能把雲梯送上月球,電流會不會受到氣流的影響發生危機,在途中人的適應度夠不夠,氣流對雲梯的衝激密度大小有沒有統計,雲梯的構造還有生產的費用是多少,還是個天文數字。可想而知,製造雲梯要用多少人力和物力,所產生的費用是很可觀的。


依舊相首


你也是想得出來這樣的問題來問人家,從地球修電梯到月球需要多少錢。按現在咱們中國四川人的工資和材料費預算的話,沒多少錢!不過工程的建造是虛擬的,也像是你問的這個問題一樣,永遠無法解答你!


陳煒39


這個問題太奇葩了,假設電梯建成。作家張軒中已經計算出送一個人去月球,消耗的電費是457元人民幣,那麼這只是電費成本,另外還要有公司運營成本,取決於公司的規模,這個目前無法計算。還有一個昂貴的東西就是宇航服,一套宇航服的造價是300萬美元,假設可以重複使用100次,那麼租一次的費用不會低於5萬美元。到了月球后,住幾星的賓館,有沒有黑導遊強制購物,吃什麼月球特產,景區門票,這都是費用……又扯遠了,始終逃不出地球人的思維,我還是老老實實當個地球人吧。


璽皓V


現在越來越多小朋友會玩頭條了,那我告訴你們,以目前的科學技術這個問題是再多錢也不能實現的!如果將來那天真的開發月球做旅遊項目,也不可能是建電梯的,飛船比較靠譜點!謝謝


愛樂遊666


地球到月球建電梯是不可能的。因為月球不是地球的同步衛星。已經有機構設想過,在地球上空同步軌道上,建一座大型的太空站,與地球自轉同步。然後從地面到太空站建兩部電梯。地球上的人們可以乘電梯上到空問站工作遊玩。空間站5是是航天基地,從那裡可乘飛船去月球火星甚至星際旅行。


花紅君獨醉


第一,月球在轉動,地球也在轉動,這個電梯可能會被扭斷。

第二,現在的鋼結構是不可能承受的了在太空中來個各方面的引力的。

第三,就算真的修好了電梯,地球外環境惡劣,你敢保證電梯不會出問題,如果走到一半停了,怎麼維修?


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