天體物理學家表明實踐太空電梯的概念在當前的科技條件下是可行的

眾所周知,將太空飛船送入軌道是極其困難且花費巨大的,因此科學家們一直有一個想法,可否修建一部太空電梯,它能將人類和設備更快捷地送入外太空。有研究者已經在原有概念的基礎上想出了新的花樣,使這個想法至少在理論上,在當前的科技條件下是可行的。

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這個新的想法不是從地球上修建一部太空電梯,而是從月球上修建一條太空幹線,來自英國劍橋大學的天體物理學家Zephyr Penoyre和來自紐約哥倫比亞大學的Emily Sandford這樣說道。

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基於他們的計算結果,研究者表明使用我們現在所有的工具和原料去修建這樣一個大工程在技術和經費上是可行的,而這對於原有的太空電梯的概念是無可想象的。

另外,太空電梯裝配太空幹線的一個好處在於它一個月只環繞地球一次,這是因為它附著在月球上而不是地球上,同時這也意味著它將更少受到離心力的張力作用。

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實際上,這條太空幹線不會接觸到我們地球的表面,它會懸掛在地球同步軌道上方,這個軌道大致位於地球上空42,164千米(26,199英里)處,它時刻準備著運輸任何被需要的物資到太空中更遠的區域。

Penoyre和Sandford在報告中寫道,“通過擴建一條一端固定在月球上,一端很好地伸往地球引力深處的幹線,我們能夠搭建一條從地球附近到月球表面的,穩固的,可被跨越的,允許自由通信的線纜。”

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“它將使我們到達月球表面的所需原料減少到原來的1/3。”

更為重要的是,我們所擁有的超性能材料,包括柴隆纖維,都會在這個設想中發揮作用。

通過撞擊眾所周知的拉格朗日點,在那裡地球的引力和月球的引力接近相互抵消,研究者認為我們有足夠的穩定性使這項操作得以實現。

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那裡會成為一個不錯的大本營,研究者補充道,“像這樣一個大本營可以容納新一代太空基礎實驗所需的建設和維護,它能裝備太空望遠鏡、粒子加速器、重力波探測器、生態園、發電設備,還可以成為前往太陽系其他地方任務的發射點。”

大本營的配重也有利於長線纜的固定和穩定,這條線纜總共需要伸出超過300,000千米(186,411英里)。

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研究者還表明,一個額外的好處是線纜被太空物體(如流星)撞擊的風險很小,並且線纜可被維修去承受這些小規模撞擊。

這個月球太空幹線的觀點並不新穎,但研究顯示,從花費和實際性角度來看,它是可行的。儘管它只是一個待驗證的概念,但是它值得被考慮,並且它已經出現在同行評審的期刊上,由於行業反饋的原因,它也被上傳到arXiv的預發表服務器上。

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然而,不幸的是,開展這樣一個工程是不會立即起步的,但它可能為我們尋找一種比先前的太空電梯低成本的太空探索方式提供了一種可行的選擇,這至少在數學上已經被證明了。

研究者們最後總結道,“我們計算出太空幹線所需要承受的張力和壓力,結果顯示,它能用我們現今所擁有的材料修建而不超出這些原材料的基本極限範圍。”

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在天體力學中,拉格朗日點是一個鄰近軌道中兩個大天體的點,在這個位置小天體能相對於它所環繞的大天體保持自身的位置。在其他位置小天體會進入它自己的環繞軌道,但在拉格朗日點,兩個天體的引力、環繞運動產生的向心力和(對於特定點)科里奧利加速度在一定程度上都相互抵消了,這就造成小天體能夠相對於大天體保持一個穩定或者近乎穩定的位置。

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. sciencealert- DAVID NIELD-375.15K

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