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經過科學家的構想,太空電梯可以分成幾個部分。首先,其必須有一個基座。基座基本上一定是在赤道上,因為這樣從地球同步軌道上垂下來的距離最短。基座有提出固定式和漂移式兩種選擇,其中固定式的比較容易完善周邊的硬體設施。但漂浮式,無論是海上的大型平臺甚或是平流層中的大型飛行平臺,都有借移動來躲避不良氣候或太空雜物的可能,因此也有不少支持者。
赤道足夠長,可以同時建立無數個基座。如果是漂浮式的,就必須考慮彼此碰撞和干擾的可能性。眾所周知,波是有相互干擾的能力的,而且,波與波之間,很容易疊加,有時候只是輕微的碰撞,引起的問題可能就非常大。
再一個,其必須有一根纜繩,就像普通電梯的那根鋼索一樣。
從地表到太空,有3萬多公里,這麼長的距離,如果是一根細繩的話,是絕對不可能的,因此,將纜繩稱為攬帶或許更合適。過去的設計。都傾向於將攬帶設計為扁平的。而且,也不會是從頭帶尾一樣粗。
根據計算,在地球同步軌道處纜帶所承受的拉力最強,因此這地方必須最粗,考慮到材料和重量問題,中間部分可以稍微變細一點。
之所以不設計成圓的以及攬帶要不均勻,除開節省材料以外,還有很重要的一個因素,就是攬帶的擺動問題。
長期從事該專案研究的科學家、捷克科學院天會魯波斯?佩裡克教授曾經說過,由於用於建造太空電梯的纜繩將會長達幾萬公里纜繩不可能完全繃直,如果那樣的話,纜繩上受的力恐怕是天文數字,任何一個微小的擺動都會導致纜繩出現很大的振幅。
學過物理的朋友都知道,波有幾個要素。振幅是體現能量大小一個。很重要的要素。這種長距離的傳播,如果是普通的學術研究,能量應該會越來越因為波在傳遞過程中,是要消耗能量的。但是,當應用在這種實際情況後,當振幅過大,電梯會處於上下顛簸這種,別說是人。就算是貨物,恐怕也會變成渣。沒人希望傳送前是一個完好的機器人,傳送後變成了幾十個零件。
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。
這也是為何太空電梯必須建立在赤道之上的原因之一。如果建在赤道以外的地方,太空電梯勢必受到地心引力的影響,從而發生向下彎曲的變形。這中間會產生巨大的拉扯力,這樣強度的力,屬於星際間的立場級別,太空電梯本身根本不可能消化吸收得了。
還有,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。玩過空竹的朋友都知道,空竹在繩子上轉動,一旦發生錯亂,後果是非常嚴重的。輕則空竹從繩子上被甩出。重一點甚至可能傷到自己。而且,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。很有可能直接將纜繩給拉斷!
因而,纜繩的材料需要質量輕,而且完全剛性!過去無論是天文學界還是材料學界,統一認為,纜繩最理想的材料就是碳奈米,品奈米管是石果中層或若干層碳原午捲曲而成的籠狀”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。它的密度是鋼的傷。而強度卻是鋼的舊。倍。
在人類實驗室裡面,碳奈米管早已經被實現了。就在人們歡欣雀躍。認為太空電梯時代即將到來。特別是美國的山公司,該公司就是太空電梯最熱衷的公司之一。他們一直認為,天空電梯之所以沒法實現。不是技術上的原因,只是單純的經濟原因。因為。這個專案的啟動資金就超過四億美金,而
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