太空梯碳纳米材料将科幻变为可能


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  让人造卫星放下梯子以建立“登天之塔”,是在上世纪70年代英国著名科幻作家阿瑟·C·克拉克的小说《天堂的喷泉》中提出来的。他设想在地球赤道上空的一颗地球同步轨道卫星上向下伸展出一个梯子,由于同步卫星在天空中相对地面没有移动,所以人类可以乘坐电梯到达近地宇宙空间做观光旅游。当时有人问他需要多少时间才能实现太空梯的梦想,他说,在大家停止微笑后的50年。
  从理论上讲,太空梯并不神奇。在地球赤道的海面上建造一个平台,用飞船放下一条长达10万公里的绳索,把它锚定在平台上,随着地球一起旋转,由于旋转所产生的离心力刚好抵消了地球的吸引力,它便得到了一个向外的张力,于是,太空梯就从地球到太空竖起来了。它就像你在头顶上甩动一根一头拴着小球的绳子一样。然后,用一个由激光提供能量的爬升器在缆绳上上下移动,运送飞船、建筑材料甚至乘客。
  但是难就难在制造这根绳子的材料,它要异常坚硬又要异常轻巧,还要能抵抗任何腐蚀。为了这个曾被称为“无法得到”的材料,科学家们足足等待了几十年。直到1991年NEC公司的日本科学家饭岛住男发现的纳米管。碳纳米管有意想不到的性质,它比钢坚硬100倍,重量却只有钢的1/5。有了材料,如何来制造太空梯呢?科学家们设想,先把一个携带太空梯半成品的飞船或航天飞机发射到和地球同步的静止卫星所在的轨道上,使其和地球同步飞行。把这个半成品的太空梯从飞船上放
下来,落到在赤道海面上的平台上。这个平台类似一般的海上发射卫星或飞船的平台。把半成品的太空梯锚定在平台上。然后,飞船就漂浮在上面。接着再用一个由激光束提供能量的爬升器在这个太空梯的半成品上上下移动,把其它建造太空梯的缆绳拧在这个太空梯半成品上,进一步建造太空梯,这大约要用两年半的时间。这样,太空梯才最后建成。
  今年一群有志于此的工程师和有战略眼光的投资商合作开办了一家位于西雅图的高升系统公司,它主动挑起了制造太空梯的重担。目前美国航空航天局的高级设计研究所已投资制造太空梯。全部资金大约需要70亿到100亿美元。今年8月在华盛顿州的西雅图市召开了第一届国际太空梯会议,到会的专家来自各个领域,从材料科学、桥梁建造、航天技术到法律、商业和财经应有尽有。
  高升系统公司的专家认为第一架太空梯将在下一个10年建成。有的专家则说从这次会议召开之日起,可望15年内竖起第一架太空梯。
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