Re: [新聞] 太空電梯不是夢 日本11日首次試驗上太空

作者: jfsu (水精靈)   2018-09-05 13:35:07
: 這項計畫目前還存在許多技術問題及風險,如接連地球與太空站的纜繩,必須是以特殊材
: 料製成,且可承受宇宙射線的輻射才行;另外,也將花費巨額資金,倘若不幸發生事故,
: 將帶來驚人損失。
: http://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/2541330
: 太空電梯的概念最初出現在1895年,由康斯坦丁溶艨羉葫鴗珒粥繯ㄔX。相當長的一段時
: 間裡,它僅僅只是一種科學幻想,因為找不到一種合適的材料來製造足夠強度的纜繩。但
: 隨著奈米技術在20世紀90年代開始取得的突破性進展,建造一部現實的太空電梯開始成為
: 可能,預計其建造成本約100億美元,遠少於國際太空站或太空梭計劃的投資。 (維基百
: 科)
日本有家建設公司大林組曾經發下豪語說,要在 2050年搭電梯上太空,使用「奈米碳管」
當作電梯的纜線。
有興趣的人可以搜google一下: 大林組 太空電梯
太空電梯(或是天梯),所根據的原理就是地球自轉。
大家可以想像有一顆球黏在繩子一端,當你拿起繩子的另一端開始旋轉時,球像是能
抵抗地心引力而不會墜落。同樣的道理,一根極長的繩子也可能因為地球自轉而能夠
一直垂降在空中!
最初的概念是在1979年亞瑟克拉克的小說『The Fountains of Paradise 』與1982年
海萊因的『Friday』內提及。只是當時並沒有任何的研究,這樣的想法很快就噗啾了
理論上,人類確實可以爬上這樣的繩子,直達天空,誠如在電影『劍雨』中,彩戲師的
『神仙索』或是『傑克與豌豆』。(雖然前者是魔術,後者是故事)
但這有一個問題,在這根通往太空的繩子上頭的壓力大到可以將自身折斷,這也是為何
大家都認為太空電梯是不可能造成的。
估算繩子必須抵抗的壓力約 600億~1000億帕斯卡(Pa, 1Pa = 1Nt/m^2)
(ps.鋼鐵在20億Pa就會斷裂)
不過,隨著奈米碳管的出現,這類的問題已經獲得解決。
由於奈米碳管的重量比鋼鐵輕,但強度可以超過鋼鐵,以奈米碳管製成的纖維可以承受
1200億Pa的壓力!
1999年,美國太空總署就開始評估太空電梯的可行性,預計建造一條寬一公尺、長約
47,000公里的電梯,並將15噸的重物送上地球軌道。這樣的電梯一旦完成,這可以讓
太空旅行的成本降低1萬倍!
ex:目前將一公斤的重物送上太空的成本約2萬鎂,太空電梯造成後,只要2鎂!
可是...目前實驗室能製造出的純奈米碳管纖維,長度約15mm(比鄉民的30cm還短!)
雖然從科學的角度還看只是個技術性問題,但實務上極難克服!儘管如此,還是有許多
科學家信心滿滿...。
再者,一旦奈米碳管內出現些微的雜質,將會令整條纜繩發生巨大的問題!
一條奈米碳管中只要有一顆原子排列不當,整條碳管的強度就會減少30%
另外像運轉中人造衛星,由於其軌道會不斷地改變,終究會撞上太空電梯;或是太空中
的隕石亦會與其發生撞擊,甚至地面如果颱風、海嘯....這些都會對太空電梯產生威脅!
以上,給大家作個簡單的概述。
ref.
1.不可能的物理學

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