直接說答案好了:不可行。隨便舉出十個原因反駁:
1.太空電梯必須將重心放在地球同步軌道上,否則就無法相對地表穩定,這裡是絕大多數通訊衛星所在地:圍繞地球自轉速度恰好等於地球一天,因而相對地面而言靜止或同步。這裡的高度是35786千米,是摩天大樓電梯高度的數萬倍!
2.為保證重心在地球同步軌道,在這個軌道外側(超過地球靜止軌道)需要配比一個質量巨大的平衡錘,重量需達到萬噸級別。人類目前最強大的火箭僅能運送10-15噸級別載荷到此軌道;
3.電梯執行期間會受到各種攝動干擾,為保持重心穩定需要對這個巨大的平衡錘進行靈活控制,它的質量已經遠超了人類能控制的航天器極限-國際空間站(420噸);
4.被繃緊的纜繩需要承受巨大的應力,人類現有最強材料碳奈米管有一定應用可能,但它僅是實驗室中存在的材料無法量產,科學家們只能製造出極微量的實驗品,而花費是天價;
5.即便是碳奈米管,它的長徑比也在1000:1級別(對比普通材料20:1已有極大提升),對比太空電梯的超長纜繩要求依然不夠;
6.不僅強度問題,繩纜不同位置由於重力加速度和圍繞地球運動速度不同,受到的切向應力也不大不相同,人類尚無一種靈活的材料能實現這些要求;
7.地球大氣干擾巨大。大氣包含對流層、平流層、中間層、電離層等,對流層有風雨雷電,平流層有橫向風,中間層有劇烈溫度梯度和對流,電離層有高能粒子和磁暴等人類完全未知的空間天氣現象。好不容易走出1000千米的傳統大氣層定義區間,很不幸,僅走完了全程3%左右;
8.電梯廂並不簡單。航天中但凡從無人變成載人,都意味著成本陡增,人是所有航天探索中最脆弱的環節。太空電梯要進入太空,面臨複雜的大氣環境和宇宙輻射環境,電梯的防護要極端嚴格,而這無疑需要一個巨大的電梯廂,進而要求增大繩纜的應力、強度、尺寸,形成無解死迴圈;
9.NASA曾經做過一些預研究,最終全部放棄。谷歌著名的X實驗室,曾經研究過太空電梯可行性,最終宣佈放棄,因為它的技術難度“遠遠超過了人類現有技術水平”;
10. 人類航天已經愈發成熟,隨著可回收運載器和航天器的快速研發,尤其是商業航天的加入,航天成本也在迅速降低,太空電梯最吸引人的“價格優勢”並不存在。
直接說答案好了:不可行。隨便舉出十個原因反駁:
1.太空電梯必須將重心放在地球同步軌道上,否則就無法相對地表穩定,這裡是絕大多數通訊衛星所在地:圍繞地球自轉速度恰好等於地球一天,因而相對地面而言靜止或同步。這裡的高度是35786千米,是摩天大樓電梯高度的數萬倍!
2.為保證重心在地球同步軌道,在這個軌道外側(超過地球靜止軌道)需要配比一個質量巨大的平衡錘,重量需達到萬噸級別。人類目前最強大的火箭僅能運送10-15噸級別載荷到此軌道;
3.電梯執行期間會受到各種攝動干擾,為保持重心穩定需要對這個巨大的平衡錘進行靈活控制,它的質量已經遠超了人類能控制的航天器極限-國際空間站(420噸);
4.被繃緊的纜繩需要承受巨大的應力,人類現有最強材料碳奈米管有一定應用可能,但它僅是實驗室中存在的材料無法量產,科學家們只能製造出極微量的實驗品,而花費是天價;
5.即便是碳奈米管,它的長徑比也在1000:1級別(對比普通材料20:1已有極大提升),對比太空電梯的超長纜繩要求依然不夠;
6.不僅強度問題,繩纜不同位置由於重力加速度和圍繞地球運動速度不同,受到的切向應力也不大不相同,人類尚無一種靈活的材料能實現這些要求;
7.地球大氣干擾巨大。大氣包含對流層、平流層、中間層、電離層等,對流層有風雨雷電,平流層有橫向風,中間層有劇烈溫度梯度和對流,電離層有高能粒子和磁暴等人類完全未知的空間天氣現象。好不容易走出1000千米的傳統大氣層定義區間,很不幸,僅走完了全程3%左右;
8.電梯廂並不簡單。航天中但凡從無人變成載人,都意味著成本陡增,人是所有航天探索中最脆弱的環節。太空電梯要進入太空,面臨複雜的大氣環境和宇宙輻射環境,電梯的防護要極端嚴格,而這無疑需要一個巨大的電梯廂,進而要求增大繩纜的應力、強度、尺寸,形成無解死迴圈;
9.NASA曾經做過一些預研究,最終全部放棄。谷歌著名的X實驗室,曾經研究過太空電梯可行性,最終宣佈放棄,因為它的技術難度“遠遠超過了人類現有技術水平”;
10. 人類航天已經愈發成熟,隨著可回收運載器和航天器的快速研發,尤其是商業航天的加入,航天成本也在迅速降低,太空電梯最吸引人的“價格優勢”並不存在。