太空電梯取得關鍵進展 登上太空不再是夢

來源:國際線上

2008年4月1日


太空電梯想像圖

來源:新華網  編輯:李小龍

據科技新聞網站報道,科學家在建造太空電梯技術上取得了關鍵性進

展,他們為解決太空電梯擺動這一難題找到了答案,人類在50年後有

望通過太空電梯登上太空不再是設想。

據報道,太空電梯的主體是一個永久性連接太空站和地球表面的纜繩

,可以用來將人和貨物從地面運送到太空站。隨著技術的進步,人們

在建造太空電梯的技術上已經取得許多突破,但一項新研究指出危險

的擺動問題可能成為建造太空電梯的關鍵問題。 

據長期從事該項目研究的科學家、捷克科學院天文學學會魯波斯·佩

�塈J(Lubos Perek)教授介紹,因為用於建造太空電梯的纜繩將會長

達10萬公里,任何一個微小的擺動都會導致纜繩出現很大的振幅,比

如在太陽和月球的引力牽引作用,以及在太陽風的壓迫之下,太空電

梯將發生幅度很大的擺動。這種擺動將是是很可怕的,它不僅會使得

電梯上的人和貨物摔落下來,還有可能觸及空中的飛機、衛星等,一

旦倒塌下來後果更是不堪設想。 

不過,魯波斯·佩�塈J教授指出,他們過去一系列的研究為解決這個

關鍵問題找到了答案。首先,太空電梯必須建在地球赤道上。如果建

在赤道之外的地方,太空電梯勢必受到地心引力的影響而向下彎曲,

這個巨大的拉扯力是很難靠太空電梯本身的強度抵消的。 

而且,太空電梯的角速度和地球本身自轉的角速度將會不一致,這樣

太空電梯將會被動的隨著地球轉動而到處亂繞圈子。其次,太空電梯

一旦出現擺動,其纜繩必然承受地心引力和離心力的雙重拉扯,因此

需要用相當剛性並且品質輕的材料製成,這樣可以減少其擺動幅度。

魯波斯·佩�塈J教授說,目前最理想的材料就是碳奈米管。碳奈米管

是石墨中一層或若干層碳原子捲曲而成的籠狀“纖維”,直徑只有幾

到幾十奈米,內部是空的。這樣的材料很輕,但很結實。它的密度是

鋼的1/6,而強度卻是鋼的100倍。 

第三,在太空電梯底座安裝一個可移動錨固裝置(Movable Anchor)。

可移動錨固裝置主要用來抵消太空電梯纜繩產生的擺動,而不是用來

起固定作用的。其原理是當太空電梯纜繩發生擺動,該裝置可以產生

與纜繩擺動相反的頻率,從而在一定程度上抵消纜繩的擺動。 

第四,充分利用地球磁場。地球本身可以產生巨大的地磁場。魯波斯

·佩�塈J教授指出,因為太空電梯纜繩長達10萬公里,如果給它通上

電流,根據電磁感應原理,它就將可以產生一個巨大的磁場。這個磁

場和地球的地磁場發生相互作用,就可以產生巨大的作用力。就好比

始終有只巨大的手掌握住纜繩不讓它發生擺動。 

也有科學家對魯波斯·佩�塈J教授提出的解決方法表示懷疑,指出這

些方法在實際操作中可能會遇到問題。但魯波斯·佩�塈J教授對自己

的方案很有信心,他說人類最快在50年之後就可以實現通過太空電梯

登上太空的夢想。