如果从地球到月球安装一个电梯,方便大家登月旅游,大约需要多少钱?

宫粽


本来就曾经有人设想过太空电梯,不过连太空电梯都还没有眉目,这倒好,设想搭建太空电梯到月球了都,这无疑是一个脑洞非常非常大的想法,在下实在是佩服之至啊。

月球距离地球,近地点:36.3万公里,远地点:40.5万公里,月球还拥有着自转与公转,这就表明了,搭建太空电梯时,不能始终连接着月球,必须在太空电梯缆绳中间设置几个转换连接点。

无疑,乘客在去月球旅游时,中间还得换乘。

搭建太空电梯的设想如下:

在地球表面建立一个超大型的基座,用碳纳米管制造出缆绳,升降舱系在缆绳上面,然后便可以上下运行了,但是呢,不能一口气一直到月球,先到太空中的近地空间站。

在这里,是地月旅行的一个中间站,后面还有更多的中间站,因为不能直达,月球也在公转着呢,公转的速度是1.023千米/秒,月球一直在移动着,怎么办?

所以才用的是碳纳米管制造成的缆绳啊,这样只需在中间多设置几个休息站点,并且每个站点有其它的任务,就是维护。而且还要根据地月之间的距离,不停的伸缩缆绳的连接长度。

地月旅行单程旅途所需时间为1个月零7天,从地面上到达第一个站点——空间站,需要花费7天,在空间站中利用半个小时时间,换乘到另一条缆绳线中,然后向月球进发,中间还得换乘三次缆绳,在这个过程中,需要花费1个月。

建造如此规模的电梯共计需要花费10万亿美元,这只是一个保守的数字,实际操作过程中,肯定要高于这个数字。如何来后期营销这个项目呢?

每次旅程搭乘220名旅客,每个人都得花费120万美元的车票钱,这只是车票费用而已,你去月球上购物需要钱,月球上建有完备的旅游设施,酒店、商场、游乐场、太空观光站、太空蹦极等等设施应有尽有,怎么着,一趟下来也得花费个300万美元,所以,无需担心太空电梯的后期运营,保准运行三年之后就进入到盈利模式。


一枚游戏科幻迷


很好的问题,我先不说的答案,但给你一个大致的推导过程。

地球的半径是6700公里,地球到月球的距离是380000公里。地球到月球的距离大概是地球半径的56倍。

那么好了,如果一个人的质量是50kg,那么ta在地球表面受到的重力是500牛顿,而ta到月球附近受到的重力大概是500除以56的平方等于0.15牛顿。

你需要知道的是,距离地球中心越远,重力越小。重力(引力)是与距离的平方成反比的。

那么好了,我们来估算一下一个人从地球表面移动到月球需要克服重力做多少功,或者说引力势能增加了多少。本来这个计算过程需要用到积分,但我可以直接把估算的共识告诉大家:
6700*500减去38000*0.15

答案是329千万焦耳。(注意量纲哦)

也就是说,如果从地球到月球安装一个电梯,方便大家登月旅游,每运送一个50kg的人去月球需要做功329千万焦耳。

我们知道,一度电是1千瓦小时,也就是360万焦耳。

所以,我们发现把一个人送上月球大概需要329000/360度电,算出来是914度电。

以一度电5毛来计算,需要457元人民币。

如果装好了地球到月球的电梯,基本上500元的电费就可以去月球了,问题的关键在于,建设成本太高,还要加上类似于机场建设费一样的电梯建设费,那就贵了。


作家张轩中


从地球到月球显然不可能安装直达电梯,因为地球和月球都会自转,这个电梯即使安装好,也早被拧成麻花了。那么除了乘坐太空飞船,人类就没有相对成本较低,而且可以大量运送人和物品去月球的方法了吗?实际上,这才是一个实实在在的科学和工程学问题,那么就让我们来讨论一下。


一. 人类已经完成登月

人类要走出地球,走向宇宙,甚至移民到其它星系,是迟早的事。但在真正走出去之前,月球显然是人类的第一个小目标。人类虽然以及登月过不止一次,但每一次都是耗费巨大人力物力的科学探索任务,象征意义远远大过现实意义。我在之前的一个悟空问答里,详细描述过人类之前乘坐阿波罗号的登月进程,这里就不赘述了,详见链接:

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

二. 登月和月球移民开发是两回事儿

1969年完成的阿波罗登月计划,耗资超过200亿美元,约占当时美国科技研发费用的20%,最终才仅仅送上月球寥寥数个宇航员,这个成本对于大规模移民开发月球来说显然是不现实的。那么登月最大的能量消耗在哪里呢?就是在飞船起飞摆脱地球引力场的时候。所以要想实现经济登月,首先要做到的是要把这个阶段的能量消耗降到最低。那么有办法吗?有!

三. 太空电梯

最早的想法是建造太空电梯。所谓太空电梯其实原理很简单,如下图:

电梯的一端在地球的赤道,另一端在地球同步静止轨道上。

所谓地球同步静止轨道,就是在赤道上空,距离地面35786公里处,顺行的圆形轨道。人造卫星在这个位置环绕地球运行的速度为3.07千米/秒,角速度恰恰等于地球自转角速度,所以会相对地球静止。

这样一来,这个电梯就不会因为两端速度不同而扭曲了,可以很稳定的运转。而人类就可以通过电梯把太空船建造原料以及大量人员源源不断的运到同步轨道,在那里组装好。那里地球引力场的作用已经几乎可以忽略,从那里出发去月球,消耗的燃料将非常少。于是,大规模的移民将变得可行。NASA做过成本核算,如果太空电梯建好,将一公斤原料送上太空的成本可以降到200美元。


但是建造太空电梯最大的技术问题,就是缆绳的材料问题。你可以把这个电梯看做一个高速甩动的流星锤,只不过甩绳长3万6千公里。目前人类还没有研制出能够承受如此大拉力的材料,而像石墨烯这样的纳米材料,可能是未来的突破。不过即使如此,以人类目前的科技水平,建造太空电梯的成本也是天价的。

四. 重型猎鹰

不过,最近人们似乎更看好一条新策略,那就是现在进行的如火如荼的SpaceX可回收火箭计划。很多人都知道前一阵的大新闻,钢铁侠使用可回收火箭重型猎鹰发射了一辆特斯拉上太空,并且部分火箭发射器回收成功。

可重复利用意味着航天发射的成本将被大大降低,目前可重复使用火箭已经可以将发射成本降到每公斤7000美元。随着技术的成熟,以后的可预期成本可能会降到1000美元以下,这样就完全可以取代太空电梯了。

重型猎鹰各个型号

五. 成本核算

如果我们乘坐太空穿梭机从地球同步轨道出发,那么只需要使用很小的能量,提供持续不断的加速度,就可以很快达到极高的速度。这样的话,不但去月球轻而易举,去更远的地方,比如火星,也不是什么难事儿。


至于具体的成本,现在是说不好的,谁又知道那时候的世界还是不是以美元为通用货币来和核算的呢?


罗生物语


如果从地球到月球安装一个电梯,方便大家登月旅游,大约需要多少钱?

看起来似乎是钱的问题,已经有大作家计算过了,理论值:50KG的人不计承载算出来是914度电。以一度电5毛来计算,需要457元人民币,看上去好便宜但这似乎是完全不可能啊,完全是一个题目出错的个问题!

在这里需要了解一个名词是潮汐锁定,这个对于建设这条电梯尤为关键,很幸运月球已经被地球潮汐锁定,一面永远朝向地球,我们可以在正对月面中间建设一个超级电梯基地,为何叫超级呢,因为这个电梯的长度将达到平均距离38.4万KM!

那么在地球上我们要把这个点选择哪里呢?很抱歉地球上没地方选,因为地球并没有和月球互相潮汐锁定,因此在地球上这个点是移动的,每天每刻都不一样(当然你每个月会看到一次月亮在同一个时间和地点升起,因此这个点大概每月会在同一个地方一次)!那么造出来之后我们还没有一个固定的上电梯位置,这让人情何以堪啊.....

月初升起的位置

月中升起的位置

另外还有一个比较严重的问题,地月距离只是一个平均距离,远地点和近地点的距离是变化的,如下图:

最远距离是40.6万千米,最近是35.6万千米,相差5万千米,这个电梯还得做成伸缩型的,而且这个伸缩距离达1/8,非常大的挑战哈....

最后再来看看有没有这样的材料,一般的钢材拉断自身的极限长度大概是11千米左右,高强度碳纤维能达到上百甚至千倍这个距离,但地月之间平均距离达38.4万千米,以现在的技术即使在同步轨道上建造一个电梯(加上配重约需10万千米长度)都无法制造,何况地月系之间呢?

所以想搭乘地月电梯的朋友还是洗洗睡吧!

最后友情提醒下冥王星和它的卫星卡戎是互相潮汐锁定的,有理论基础!


星辰大海路上的种花家


这个问题很有创意,要想做空中云梯,按当下的条件,是不可能的,未来可能会现实,主要是做空中云梯,用什么材料才巩固,怎样才能把云梯送上月球,电流会不会受到气流的影响发生危机,在途中人的适应度够不够,气流对云梯的冲激密度大小有没有统计,云梯的构造还有生产的费用是多少,还是个天文数字。可想而知,制造云梯要用多少人力和物力,所产生的费用是很可观的。


依旧相首


你也是想得出来这样的问题来问人家,从地球修电梯到月球需要多少钱。按现在咱们中国四川人的工资和材料费预算的话,没多少钱!不过工程的建造是虚拟的,也像是你问的这个问题一样,永远无法解答你!


陈炜39


这个问题太奇葩了,假设电梯建成。作家张轩中已经计算出送一个人去月球,消耗的电费是457元人民币,那么这只是电费成本,另外还要有公司运营成本,取决于公司的规模,这个目前无法计算。还有一个昂贵的东西就是宇航服,一套宇航服的造价是300万美元,假设可以重复使用100次,那么租一次的费用不会低于5万美元。到了月球后,住几星的宾馆,有没有黑导游强制购物,吃什么月球特产,景区门票,这都是费用……又扯远了,始终逃不出地球人的思维,我还是老老实实当个地球人吧。


玺皓V


现在越来越多小朋友会玩头条了,那我告诉你们,以目前的科学技术这个问题是再多钱也不能实现的!如果将来那天真的开发月球做旅游项目,也不可能是建电梯的,飞船比较靠谱点!谢谢


爱乐游666


地球到月球建电梯是不可能的。因为月球不是地球的同步卫星。已经有机构设想过,在地球上空同步轨道上,建一座大型的太空站,与地球自转同步。然后从地面到太空站建两部电梯。地球上的人们可以乘电梯上到空问站工作游玩。空间站5是是航天基地,从那里可乘飞船去月球火星甚至星际旅行。


花红君独醉


第一,月球在转动,地球也在转动,这个电梯可能会被扭断。

第二,现在的钢结构是不可能承受的了在太空中来个各方面的引力的。

第三,就算真的修好了电梯,地球外环境恶劣,你敢保证电梯不会出问题,如果走到一半停了,怎么维修?