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關於建造太空天梯,其實早在1895年就有科學家提出過,並且經世界航天科學家論證後證實了其可行性,認為建造太空天梯可行且有必要,為此美國華盛頓甚至在2010年8月召開了“國際天梯大會”,以鼓勵世界有實力的機構和企業發展太空電梯業務。

太空天梯

突發奇想的地月天梯

這個公司的創始人兼老闆曾是NASA的一名前工程師,其做出了一系列的理論驗證,得出建造太空電梯需要最基礎的原始資金積累,並開始了每年至少300萬美元的資金籌備。然而現在已經到了2021年,很顯然美國月球天梯的計劃失敗了,不但失敗了,其連最開始的第一步計劃往月球運送物資也沒有開始實施。

太空天梯模擬

雖然這個計劃無疾而終,但並不該因此就去嘲笑,因為最新的理論研究表明整個太空天梯計劃的完成至少需要900億美元的資金,這個目前世界上沒有任何一家企業能拿得出手這麼多現金去做這件事。

太空天梯運作圖

太空天梯其實就是一座加高型的電梯,其起始點為地面,終點為航空站,在它們之間拉起一根超長的剛性或柔性繩子,安裝上電梯後地面旅客可透過電梯來到空間站一睹地球真容。

雖然理論上可行,但是實際操作起來卻十分困難,首先就是在繩子的材料選擇上。

同步空間站為了達到與地球的引力平衡,其位置處在距離地球大約36000公里的高空,這是在沒有沒有任何牽引的情況下才能達到的平衡,很顯然在其下面直接連線繩子必定會打破其平衡進而發生墜落的風險。

太空天梯地基

由於繩子本身就有重量且是直接連在地面,為了達到新的平衡點還需要根據繩子的材質、密度重新計算其終點位置,由於地面也分擔力量,其終點位置一定高於36000公里。我們就拿目前世界上最堅固且比鋼鐵還輕的碳奈米管來計算一下,碳奈米管的密度是2.1g/cm³,如果直徑為5釐米,它的總體積是V=π×2.5²×3600000000=70686000000cm³,總質量約為148441噸,如果超出36000公里外,其質量仍要增加。

超長繩索比到空間站的距離還長

這還僅僅只是直徑5釐米的碳奈米管,碳奈米管的最高抗拉強度大約為200GPa,直徑5cm粗的碳奈米管大約可以承受40000噸的拉力。很顯然,這根管子部署到太空後連地心引力都承受不了,更何況自己如此大的地面階段重量。

目前來說,太空天梯連材料都找不到,也更不可能實際建造。美國天梯夢只能先想想了。

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