回覆列表
  • 1 # 科普作家張軒中

    很好的問題,我先不說的答案,但給你一個大致的推導過程。

    地球的半徑是6700公里,地球到月球的距離是380000公里。地球到月球的距離大概是地球半徑的56倍。

    那麼好了,如果一個人的質量是50kg,那麼ta在地球表面受到的重力是500牛頓,而ta到月球附近受到的重力大概是500除以56的平方等於0.15牛頓。

    你需要知道的是,距離地球中心越遠,重力越小。重力(引力)是與距離的平方成反比的。

    那麼好了,我們來估算一下一個人從地球表面移動到月球需要克服重力做多少功,或者說引力勢能增加了多少。本來這個計算過程需要用到積分,但我可以直接把估算的共識告訴大家: 6700*500減去38000*0.15

    答案是329千萬焦耳。(注意量綱哦)

    也就是說,如果從地球到月球安裝一個電梯,方便大家登月旅遊,每運送一個50kg的人去月球需要做功329千萬焦耳。

    我們知道,一度電是1千瓦小時,也就是360萬焦耳。

    所以,我們發現把一個人送上月球大概需要329000/360度電,算出來是914度電。

    以一度電5毛來計算,需要457元人民幣。

    如果裝好了地球到月球的電梯,基本上500元的電費就可以去月球了,問題的關鍵在於,建設成本太高,還要加上類似於機場建設費一樣的電梯建設費,那就貴了。

  • 2 # 羅生物語

    從地球到月球顯然不可能安裝直達電梯,因為地球和月球都會自轉,這個電梯即使安裝好,也早被擰成麻花了。那麼除了乘坐太空飛船,人類就沒有相對成本較低,而且可以大量運送人和物品去月球的方法了嗎?實際上,這才是一個實實在在的科學和工程學問題,那麼就讓我們來討論一下。

    一. 人類已經完成登月

    人類要走出地球,走向宇宙,甚至移民到其它星系,是遲早的事。但在真正走出去之前,月球顯然是人類的第一個小目標。人類雖然以及登月過不止一次,但每一次都是耗費巨大人力物力的科學探索任務,象徵意義遠遠大過現實意義。我在之前的一個悟空問答裡,詳細描述過人類之前乘坐阿波羅號的登月程序,這裡就不贅述了,詳見連結:

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

    二. 登月和月球移民開發是兩回事兒

    1969年完成的阿波羅登月計劃,耗資超過200億美元,約佔當時美國科技研發費用的20%,最終才僅僅送上月球寥寥數個宇航員,這個成本對於大規模移民開發月球來說顯然是不現實的。那麼登月最大的能量消耗在哪裡呢?就是在飛船起飛擺脫地球引力場的時候。所以要想實現經濟登月,首先要做到的是要把這個階段的能量消耗降到最低。那麼有辦法嗎?有!

    三. 太空電梯

    最早的想法是建造太空電梯。所謂太空電梯其實原理很簡單,如下圖:

    電梯的一端在地球的赤道,另一端在地球同步靜止軌道上。

    所謂地球同步靜止軌道,就是在赤道上空,距離地面35786公里處,順行的圓形軌道。人造衛星在這個位置環繞地球執行的速度為3.07千米/秒,角速度恰恰等於地球自轉角速度,所以會相對地球靜止。

    這樣一來,這個電梯就不會因為兩端速度不同而扭曲了,可以很穩定的運轉。而人類就可以透過電梯把太空船建造原料以及大量人員源源不斷的運到同步軌道,在那裡組裝好。那裡地球引力場的作用已經幾乎可以忽略,從那裡出發去月球,消耗的燃料將非常少。於是,大規模的移民將變得可行。NASA做過成本核算,如果太空電梯建好,將一公斤原料送上太空的成本可以降到200美元。

    但是建造太空電梯最大的技術問題,就是纜繩的材料問題。你可以把這個電梯看做一個高速甩動的流星錘,只不過甩繩長3萬6千公里。目前人類還沒有研製出能夠承受如此大拉力的材料,而像石墨烯這樣的奈米材料,可能是未來的突破。不過即使如此,以人類目前的科技水平,建造太空電梯的成本也是天價的。

    四. 重型獵鷹

    不過,最近人們似乎更看好一條新策略,那就是現在進行的如火如荼的SpaceX可回收火箭計劃。很多人都知道前一陣的大新聞,鋼鐵俠使用可回收火箭重型獵鷹發射了一輛特斯拉上太空,並且部分火箭發射器回收成功。

    可重複利用意味著航天發射的成本將被大大降低,目前可重複使用火箭已經可以將發射成本降到每公斤7000美元。隨著技術的成熟,以後的可預期成本可能會降到1000美元以下,這樣就完全可以取代太空電梯了。

    重型獵鷹各個型號

    五. 成本核算

    如果我們乘坐太空穿梭機從地球同步軌道出發,那麼只需要使用很小的能量,提供持續不斷的加速度,就可以很快達到極高的速度。這樣的話,不但去月球輕而易舉,去更遠的地方,比如火星,也不是什麼難事兒。

    至於具體的成本,現在是說不好的,誰又知道那時候的世界還是不是以美元為通用貨幣來和核算的呢?

  • 3 # 一天一頓紅燒肉二兩酒

    不會太多,電梯出廠價也就一百二十幾塊左右,人工費也就半天時間,大約八十就夠了,算起來也就是一夜做個夢的價值!

  • 4 # 實線變道

    就算技術能到達 請問 去月球旅遊能看個啥景點 不是石頭就是沙子 有那麼費事去月球看這些 出門找個工地進去參觀一下不就行了

  • 5 # 夜空277208904

    在華人看來花不了多少錢,因為我們有電磁彈射技術。只要中國懇出手建,那就是可行的。用於人和礦產或物資的運輸!

  • 6 # 星辰大海路上的種花家

    如果從地球到月球安裝一個電梯,方便大家登月旅遊,大約需要多少錢?

    看起來似乎是錢的問題,已經有大作家計算過了,理論值:50KG的人不計承載算出來是914度電。以一度電5毛來計算,需要457元人民幣,看上去好便宜但這似乎是完全不可能啊,完全是一個題目出錯的個問題!

    在這裡需要了解一個名詞是潮汐鎖定,這個對於建設這條電梯尤為關鍵,很幸運月球已經被地球潮汐鎖定,一面永遠朝向地球,我們可以在正對月面中間建設一個超級電梯基地,為何叫超級呢,因為這個電梯的長度將達到平均距離38.4萬KM!

    那麼在地球上我們要把這個點選擇哪裡呢?很抱歉地球上沒地方選,因為地球並沒有和月球互相潮汐鎖定,因此在地球上這個點是移動的,每天每刻都不一樣(當然你每個月會看到一次月亮在同一個時間和地點升起,因此這個點大概每月會在同一個地方一次)!那麼造出來之後我們還沒有一個固定的上電梯位置,這讓人情何以堪啊.....

    月初升起的位置

    月中升起的位置

    另外還有一個比較嚴重的問題,地月距離只是一個平均距離,遠地點和近地點的距離是變化的,如下圖:

    最遠距離是40.6萬千米,最近是35.6萬千米,相差5萬千米,這個電梯還得做成伸縮型的,而且這個伸縮距離達1/8,非常大的挑戰哈....

    最後再來看看有沒有這樣的材料,一般的鋼材拉斷自身的極限長度大概是11千米左右,高強度碳纖維能達到上百甚至千倍這個距離,但地月之間平均距離達38.4萬千米,以現在的技術即使在同步軌道上建造一個電梯(加上配重約需10萬千米長度)都無法制造,何況地月系之間呢?

    所以想搭乘地月電梯的朋友還是洗洗睡吧!

    最後友情提醒下冥王星和它的衛星卡戎是互相潮汐鎖定的,有理論基礎!

  • 7 # 科學船塢

    本來就曾經有人設想過太空電梯,不過連太空電梯都還沒有眉目,這倒好,設想搭建太空電梯到月球了都,這無疑是一個腦洞非常非常大的想法,在下實在是佩服之至啊。

    月球距離地球,近地點:36.3萬公里,遠地點:40.5萬公里,月球還擁有著自轉與公轉,這就表明了,搭建太空電梯時,不能始終連線著月球,必須在太空電梯纜繩中間設定幾個轉換連線點。

    無疑,乘客在去月球旅遊時,中間還得換乘。

    搭建太空電梯的設想如下:

    在地球表面建立一個超大型的基座,用碳奈米管制造出纜繩,升降艙系在纜繩上面,然後便可以上下運行了,但是呢,不能一口氣一直到月球,先到太空中的近地空間站。

    在這裡,是地月旅行的一箇中間站,後面還有更多的中間站,因為不能直達,月球也在公轉著呢,公轉的速度是1.023千米/秒,月球一直在移動著,怎麼辦?

    所以才用的是碳奈米管制造成的纜繩啊,這樣只需在中間多設定幾個休息站點,並且每個站點有其它的任務,就是維護。而且還要根據地月之間的距離,不停的伸縮纜繩的連線長度。

    地月旅行單程旅途所需時間為1個月零7天,從地面上到達第一個站點——空間站,需要花費7天,在空間站中利用半個小時時間,換乘到另一條纜繩線中,然後向月球進發,中間還得換乘三次纜繩,在這個過程中,需要花費1個月。

    建造如此規模的電梯共計需要花費10萬億美元,這只是一個保守的數字,實際操作過程中,肯定要高於這個數字。如何來後期營銷這個專案呢?

    每次旅程搭乘220名旅客,每個人都得花費120萬美元的車票錢,這只是車票費用而已,你去月球上購物需要錢,月球上建有完備的旅遊設施,酒店、商場、遊樂場、太空觀光站、太空高空彈跳等等設施應有盡有,怎麼著,一趟下來也得花費個300萬美元,所以,無需擔心太空電梯的後期運營,保準執行三年之後就進入到盈利模式。

  • 8 # 徐德文科學頻道

    2012年2月,日本大林建設公司曾宣佈,將投資100億美元建造太空電梯,預計2050年建成使用。這部電梯設計使用碳奈米管作為纜繩,長度達9.6萬公里,是地月距離的四分之一。太空電梯在末端有一個平衡錘,靠離心力維持電梯不掉落下來。電梯中間則是空間站,有實驗裝置及居住空間。

    不過現在已經過去了這麼多年,最大的挑戰依然是作為纜繩的碳奈米管,目前還只能製備釐米級長度的碳奈米管,中國清華大學曾在2013年宣佈製備了55釐米長的碳奈米管,似乎到目前都還是碳奈米管長度的最高紀錄。如果碳奈米管的長度取得突破,太空電梯建造就可正式開始了。

    日本的方案只是一個初步規劃,光是發射平衡錘的配重,估計就需要不少銀子。不過現在馬斯克的可重複使用火箭已經多次發射,這是以前不曾預料到的,估計100萬美元未來說不定真的可以建成一部太空電梯。在這樣的情況下,再建造到月球的太空電梯就順理成章,指日可待了。

    那麼要如何建造到月球的太空電梯呢?

    由於月球和地球已潮汐鎖定,月球永遠以相同一面對著地球,因此可在月球上選擇一處基座建設地月太空電梯。地月距離最長時大約40萬公里多一點,我們可在地球和月球的引力中點——拉格朗日點上設定平衡錘。地球端的基座由於地球的自轉無法設定在地球上,可以設定在地球軌道上,利用太空飛機在地球的太空電梯和地月太空電梯之間進行中轉。由於太空中沒有空氣,太空飛機實際也用不了多少燃料。

    如果日本真能100億美元建成地球太空電梯的話,我估計地月之間的太空電梯費用應該在其十倍左右,即1000億美元。

  • 9 # SmileyWalker

    第一宇宙速度聽說過沒有?計算好軌道,這邊按這個速度丟擲去,進入繞月軌道後,月球空間站伸出機械手抓住,籌夠一團人,地陪帶著乘登月艙登月

  • 10 # 啟津豐樹

    關於這個問題,應該是扯一條電纜,比建一部電梯更划算省錢,而且適用可行。具體的做法如下。從喜瑪拉雅山山腳,建一條平滑軌道,一直建到珠穆朗瑪峰山尖。載人航天登月飛船在軌道上,用磁懸浮和電磁大炮彈射,把飛船沿軌道彈射到近地空間,飛船後面扯著一條和地面相連的光纖電纜,繼續提供飛船的前行動力,直到飛船不能承受所拖電纜之重的臨界點,與電纜脫離,按計算好的行進路線,用較少的燃料進入月球軌道。同時,在月球蛋狀環形山,建立大型磁場降落地,利用異極相吸,同極相斥的原理,把月球降落場的電極和飛船的電極調成一致,讓登月飛船臨月面時,緩緩落入環形山。回地球只要把月球蛋狀環形山磁落場的電極調反,就能把登月飛船斥出月球,重返地球。月球的引力較小,飛船後面不用再扯一條電纜,和月球蛋狀環形山發射場相連。這樣的話,登月飛船落到月球,把電源磁場全部關閉之後,你就可以走出艙門,踏上月球之旅。至於能不能見到嫦娥妹妹,就看你的造化如何了。

  • 11 # 天堂1999

    問這個問題的人有多麼的腦殘啊。

    月球不是同步靜止於地球的一個地方的,因為月球的每個地方都可以看到月亮。

    月亮在中國上方的時候,你安裝好了電梯。月亮飛到美國上方,你的電梯的底座飛到哪裡了?

    腦子是個好東西,你如果說是地球同步靜止空間站,都不可能成功。

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 《紅樓夢》裡滴翠亭帶出的兩段故事為何被人們喋喋不休?