1895年俄羅斯著名航天科學(xué)家齊奧爾科夫斯基就提出了利用太空纜車(chē)或天梯向太空運(yùn)送人員或物資的設(shè)想。假如我們從航天器上放下一條纜繩,如果航天器和纜繩圍繞地球運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力等于它們的重力(即地球?qū)λ鼈兊囊Γ鼈兙筒粫?huì)掉下來(lái)。

俄羅斯著名航天科學(xué)家齊奧爾科夫斯基

但是,除了地球靜止軌道上的衛(wèi)星能夠與地面保持相對(duì)位置不變之外,在其他軌道上運(yùn)行的航天器,包括在近地軌道運(yùn)行的國(guó)際空間站都是高速飛過(guò)地面上空的,即使能夠放下纜繩,也不能固定在地面。所以,要制造太空纜車(chē),首先要在地球赤道上空35786千米高度的地球靜止軌道上建設(shè)一座運(yùn)行速度為3.07千米/秒的空間站。從這座空間站放下纜繩,就可以隨著地球一起旋轉(zhuǎn),天梯就從地球到太空豎直起來(lái)了。

不過(guò),問(wèn)題還沒(méi)有這么簡(jiǎn)單。從空間站上面放下的纜繩所受的離心力小于其重力,這將使纜繩把靜止軌道上的空間站拽下來(lái)。為了解決這個(gè)問(wèn)題,科學(xué)家們?cè)O(shè)想如果纜繩向上延伸大約65000千米,那么向上作用的力正好抵消空間站下面纜繩產(chǎn)生的向下作用的力,兩者相互平衡,空間站和纜繩就會(huì)固定在天空中,不會(huì)掉下來(lái)。

這樣的話(huà),找到制造纜繩的材料就成了最大的挑戰(zhàn)。對(duì)于空間站下面的纜繩,越靠近地球,它承受的拉力越小,越靠近靜止軌道空間站所受的拉力越大,在空間站這點(diǎn)它受到的拉力巨大,目前的任何工業(yè)材料都無(wú)力承受這種負(fù)擔(dān)。材料科學(xué)家正在研究碳納米管材料,這種新型材料的強(qiáng)度比鋼高出幾百倍,用它制成碳納米管鋼索,有可能解決纜繩的材料問(wèn)題。

鋪設(shè)了纜繩還要有運(yùn)送人員或貨物的“纜車(chē)”,科學(xué)家建議將太空纜車(chē)運(yùn)行通道做成管狀,管道內(nèi)部有沿軌道(纜繩)快速升降的“纜車(chē)”,“纜車(chē)”由電磁能驅(qū)動(dòng),或由激光束提供運(yùn)行所需的能量。太空纜車(chē)每天24小時(shí)運(yùn)行,運(yùn)輸費(fèi)用比火箭低得多,人們還有希望乘太空纜車(chē)實(shí)現(xiàn)太空旅游。

如果在空間站安放一架纜車(chē),用纜繩把纜車(chē)放到地面,人乘纜車(chē)上天行嗎?

圖文簡(jiǎn)介

1895年俄羅斯著名航天科學(xué)家齊奧爾科夫斯基就提出了利用太空纜車(chē)或天梯向太空運(yùn)送人員或物資的設(shè)想。