國際太空電梯聯盟主席:未來14天可到月球,61天可到火星

2022年11月21日07:50

  進入電梯,按上升按鈕就到了太空,是不是很拉風?在11月18日至20日召開的2022空間技術和平利用(健康)國際研討會上,國際太空電梯聯盟主席、國際宇航科學院院士彼得·斯旺提出,未來太空電梯作為永久性物流基礎設施,可將物資和人員運到太空,成為進入太空的新通道。

  有了太空電梯,去火星或許只要61天

  造太空電梯,原理並不複雜。長長的纜繩懸在天地之間,一端固定在位於地球赤道的海洋上,另一端“抓住”地球同步軌道上的平衡物(如衛星或空間站)。沿著纜繩,一個機器(太空電梯的轎廂)可以上下移動。

  斯旺介紹:“根據目前設計,太空電梯轎廂重約20噸,攀爬速度約為每小時200公里。未來,隨著纜繩加長、轎廂攀爬速度加快,預計8天可到達地球同步軌道,14天可到達月球,61天可到達火星。”

  “相比用火箭運輸,太空電梯更環保、成本更低、重複使用率更高,因此也被稱為‘綠色天路’。”斯旺解釋,太空電梯用太陽能驅動,不像發射火箭那樣消耗大量化學燃料。

  而且太空電梯產生空間碎片的可能性微乎其微。科學家發現,截至2020年1月,10釐米以上的空間碎片有2.9萬個,1毫米以上的則超過1.7億個,這些碎片嚴重汙染著空間環境。

  “另外,利用太空電梯運輸,每公斤物資運輸成本約為500美元,比使用火箭更便宜。”國際宇航科學院秘書長讓·米歇爾·康坦表示。

  斯旺認為,未來人類建火星村、月球村需要發射大量物資到太空,星際旅行也備受期待,太空電梯非常具有商業競爭力。

  但火箭發射不會因此被拋棄。國際太空電梯聯盟副主席丹尼斯·萊特稱,火箭比太空電梯速度更快,能迅速穿越輻射帶,所以有人提出以“太空電梯+火箭”的方式運輸,實現互補。“如果把太空電梯看作貨船,那麼火箭就是貨運飛機。”

  設計方案可行,但實踐仍面臨挑戰

  太空電梯之夢由來已久。1895年,俄羅斯科學家康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基見到埃菲爾鐵塔後提出了太空電梯的設想。科幻巨匠阿瑟·克拉克在其小說《天堂之泉》中也描繪了太空電梯。但由於技術障礙,太空電梯長期停留在概念階段。

  隨著航天技術不斷髮展,建造太空電梯有了更多可能。據斯旺和萊特介紹,在材料方面,碳納米管和超強石墨烯被認為是建造太空電梯纜繩的理想材料;在設計方面,科學家目前已提出8個比較穩健、合理的科學設計方案;在工程方面,一些國家的科學家已開展一些小型實驗並準備深入驗證。

  “當然,在理論、技術和工程層面還面臨諸多挑戰。如動力學和控製方法,新材料研發,設備設計和建造等。”中山大學航空航天學院副教授史格非表示。

  很多細節問題有待科學家和工程師解答:太空電梯轎廂選擇何種驅動模式?怎麼克服重力影響?纜繩如何承受高能宇宙射線的轟擊並有效抗擺動?電梯遭遇太空碎片和隕石衝擊怎麼辦……

  萊特說,科學家預估2035年左右太空電梯初步投入運行,用太空電梯載人則需要進一步驗證以確保其安全可行,或許到2045年左右實現載人,目前還沒有確切的時間表。面對這項耗時耗力耗錢的大工程,斯旺呼籲加強太空電梯的研究與合作。

  來源:代小佩/科技日報

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