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坐电梯去火星?这个梦想并不遥远!

创作时间:
作者:
@小白创作中心

坐电梯去火星?这个梦想并不遥远!

引用
搜狐
9
来源
1.
https://www.sohu.com/a/784697034_570536
2.
https://finance.sina.com.cn/jjxw/2024-12-27/doc-ineawtrv2585054.shtml
3.
https://www.sohu.com/a/803245672_121873449
4.
https://new.qq.com/rain/a/20240606A037YL00
5.
https://www.dutenews.com/n/ctmedia/515205
6.
https://zh.cn.nikkei.com/columnviewpoint/column/56247-2024-08-16-05-00-23.html
7.
https://zh-cn.futuroprossimo.it/2024/05/un-cavo-verso-linfinito-in-giappone-progettano-ascensore-spaziale/
8.
https://elevatorworld.com/zh-CN/article/2024-lift-industry-opportunities-and-challenges/
9.
http://m.top168.com/news/show-68592.html

国际太空电梯联盟主席彼得·斯旺在2022空间技术和平利用(健康)国际研讨会上提出,未来太空电梯作为永久性物流基础设施,可将物资和人员运到太空。根据目前设计,预计8天可到达地球同步轨道,14天可到达月球,61天可到达火星。相比火箭运输,太空电梯更环保、成本更低、重复使用率更高,被誉为“绿色天路”。科学家预估2035年左右太空电梯初步投入运行,载人可能在2045年实现。

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技术原理与挑战

太空电梯的核心原理是利用一根超长的缆绳,一端固定在地球表面,另一端延伸至地球静止轨道(约35,786公里)上的平衡锤。通过在缆绳上运行的升降机,实现人员和物资的天地往返运输。

然而,这一构想的实现面临着巨大的技术挑战。首当其冲的是材料问题。太空电梯的缆绳需要具备极高的抗拉强度和耐用性,同时还要足够轻巧。目前最有潜力的候选材料是碳纳米管,其理论抗拉强度超过100 GPa,远超传统材料如钢或凯夫拉尔纤维。但是,目前碳纳米管的制备长度仅为0.5米,距离实际应用所需的3.6万公里还有巨大差距。

除了材料问题,太空电梯还需要解决以下技术难题:

  • 供电问题:升降机在缆绳上的往返需要高效能源供应,可能的解决方案包括太阳能或无线能量传输。
  • 平衡与稳定性:地球静止轨道上的配重必须精确调整以抵抗引力和离心力的影响,确保结构稳定。
  • 太空环境适应性:材料还需耐受极端温度变化、太阳辐射及潜在的物理撞击,这要求具备自愈能力和长期可靠性。
02

应用价值与前景

尽管面临重重挑战,太空电梯的潜在价值依然推动着科学家和工程师不断探索。一旦建成,太空电梯将带来革命性的变化:

  • 大幅降低太空运输成本:目前火箭发射的成本约为每磅1227美元,而太空电梯有望将这一数字降至57美元。
  • 提高安全性和可靠性:相比火箭发射,太空电梯的运行更加稳定,且不会产生有害排放。
  • 缩短航天器航行时间:传统的火星探测任务需要6-8个月,而通过太空电梯发射的航天器最短只需40天。
  • 开启太空旅游新时代:太空电梯的出现将使普通人进入太空成为可能,预计每个舱室可搭载30名乘客。

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未来展望

虽然太空电梯的建设面临巨大挑战,但其潜在价值推动着科学家持续探索。预计2035年实现初步运行,2045年实现载人,将开启太空探索的新纪元。

正如国际太空电梯联盟主席彼得·斯旺所说:“太空电梯将改变人类进入太空的方式,开启全新的太空探索与开发时代。”虽然这一梦想的实现仍需时日,但随着技术的不断进步,我们有理由相信,这一天终将到来。

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