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到本世纪末,有可能实现月球太空“电梯”

 
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使用“电梯”从地球旅行到太空的概念已经有很长一段时间了,最早的概念是在1959年由俄罗斯工程师尤里·阿苏塔诺夫提出的。但现在,这个看似遥不可及的想法可能成为现实。
 
这个想法相对简单:一根缆绳从地球同步轨道上方的一个卫星配重上拉下来,连接到赤道上的一个浮动锚站。这种绳索可以通过离心力自己站立起来,使得汽车可以沿着绳索直接从地球到达空间站。
 
美国国家航空航天局和日本、中国的航天机构多年来一直致力于这一版本的太空电梯。大林公司已经承诺在2050年之前将其版本投入使用,预计花费900亿美元。
 
最近,剑桥大学的Zephyr Penoyre和哥伦比亚大学的Emily Sandford进行了一项非同行评审的研究,他们提出了这样一个理论:不仅有可能建造通往月球的“电梯”,而且可以使用现有的材料建造。他们的想法采取了不同于NASA和其他太空机构的方法。
 
与从地球向天空延伸锚固的电缆相反,研究中提出的电缆从月球向下延伸到我们的星球,到达终点,悬挂在地球的地球同步轨道上,距离地表22236英里。这将使电缆脱离低轨道的危险区域,在那里它可能被卫星或空间碎片击中。这条铅制的细线由碳聚合物制成,悬挂在月球上。成本估计达数十亿美元。
 
LiftPort集团创始人迈克尔•莱恩(Michael Laine)对福克斯新闻(Fox News)表示:“(这项研究)看起来确实是正确的。”“看起来他们已经独立地发明了月球太空电梯。我们是第一个到达那里的,但让一个与我们的领域无关的人来做计算,找出答案,然后说‘是的,这是真的’,这真的很令人欣慰。”
 
从2001年到2003年,Laine在美国国家航空航天局高级概念研究所(NIAC)的研究小组工作,研究地球电梯的概念,这是更传统的太空电梯的概念。
 
“在数学上,地球升降机的概念模型非常好,沐鸣”Laine补充道。“问题是,在现实世界中,它仍然存在很多问题。”
 
一个问题是电线的材料。从地球延伸到月球附近的任何材料(大林提议的电缆长度接近6万英里)都必须非常坚固。碳纳米管是一种由碳制成的极薄的空心管,其强度是钢的100倍。碳纳米管可以达到这样的效果,但目前的技术还不足以制造出足够长的碳纳米管。
 
另一个问题是避免所有的空间碎片,现在由于卫星数量的迅速增加而变得更加复杂。
莱恩解释说:“大约20年前,当我和布拉德利·爱德华兹博士做这项工作时,总共只有350颗卫星。“我们现在大约有1500颗卫星,仅去年一年就发射了400颗,我们将进入一个可能有17000颗卫星的世界,其中大部分都在近地轨道上。因此,让字符串躲避17000个对象的想法是非常具有挑战性的。我不确定这是否还管用。”
 
几年前,莱恩和他的塔科马,华盛顿。这家总部位于美国的公司从研究地球电梯转向研究月球模型。在LiftPort的概念中,宇航员将从地面发射到较低的轨道。一旦他们到达较低的轨道,一艘太空运输工具或“太空拖船”就会离开较低的轨道,到达拉格朗日点1(或L1),那里离月球很近。
 
莱恩说:“当我们到达L1时,我们把绳子放到月球表面,钻进去并停留在那里,所以绳子的一端牢牢地固定在月球表面。”“然后我们把线绳放回地球——大约是地球到月球距离的三分之二。”
 
他强调说,升降口的电缆线末端与地面之间有一个很大的间隙,电缆线是平衡块。
 
“我们在我们的系统上设置了一个平衡;(在最近的研究中使用的)数学模型没有一个平衡的砝码,”他说。
 
据Laine说,LiftPort的第一个月球升降机将耗资8亿美元,并将在7到12年内建成。他补充说,无论在经济上还是在科学上,拥有月球电梯的好处都是巨大的。
 
“有很多关于开采月球资源的讨论,”他说。他说:“有些人会去捕捉月球上的冰,制造火箭燃料。其他人会去月球上开采矿物,我们将用这些矿物在L1点建造一个更大的空间站。”
 
更大的空间站将允许宇航员拥有船坞和对接系统。Laine预测它将到达一个新船建造的地方,沐鸣平台这些船从未见过地球,它们被用来在小行星或其他行星上航行。
 
“一旦你把它建好了,它就变得有趣了,因为它成了其他一切的基础。”