800億美元預算,人類能實現(xiàn)太空電梯嗎?
最早提出太空電梯的是齊奧爾科夫斯基。
他受到埃菲爾鐵塔的啟發(fā),想要建一座塔上太空,但是要修到地球同步軌道的高度還保持穩(wěn)定,底座需要一個大國的面積,因此用壓力結(jié)構(gòu)去建造太空電梯是不現(xiàn)實的。
目前人類可能無法實現(xiàn)太空電梯
事實上太空電梯必須將重心放在地球同步軌道上,否則就無法相對地表穩(wěn)定,這里是絕大多數(shù)通訊衛(wèi)星所在地:圍繞地球自轉(zhuǎn)速度恰好等于地球一天,因而相對地面而言靜止或同步。這里的高度是35786千米,是摩天大樓電梯高度的數(shù)萬倍!
為保證重心在地球同步軌道,在這個軌道外側(cè)(超過地球靜止軌道)需要配比一個質(zhì)量巨大的平衡錘,重量需達到萬噸級別。人類目前最強大的火箭僅能運送10-15噸級別載荷到此軌道;
電梯運行期間會受到各種攝動干擾,為保持重心穩(wěn)定需要對這個巨大的平衡錘進行靈活控制,它的質(zhì)量已經(jīng)遠超了人類能控制的航天器極限-國際空間站(420噸);
被繃緊的纜繩需要承受巨大的應力,人類現(xiàn)有最強材料碳納米管有一定應用可能,但它僅是實驗室中存在的材料無法量產(chǎn),科學家們只能制造出極微量的實驗品,而花費是天價;
因為做太空電梯要用堅固的材料,從下往上建造,直到建設到幾十甚至幾百公里高。如果要建設這樣的設備,設施底部可能需要較大的面積,并且材料是關(guān)鍵,不僅要承受自身強大的壓力,還必須能抵抗氣流的影響,避免因材料疲勞最終折斷。
小說《三體》里用納米材料“飛刃”實現(xiàn)了這一構(gòu)想,現(xiàn)實中也存在類似的材料——碳納米管,且碳納米管具有導電性能,可以利用電磁炮的原理給電梯加速。不過目前為止,人類只能制造出非常小的納米管。
所以技術(shù)上非常困難,很難實現(xiàn)
太空電梯需要空間站。
目前,國際空間站的建設運行費用已經(jīng)累積到1600億美元,即使建設成本按一半計算,也有800億美元。
而太空電梯使用的空間站,只會比國際空間站更大。因為這個太空電梯空間站也是為了探索太空而建造,必須包括國際空間站的一切功能,同時還要有太空電梯相關(guān)的組件,以及更多工作人員所需的空間。據(jù)此估計,太空電梯空間站從建設到運行,費用不可能低于1000億美元。
以上只是建造的成本,如果算上整個項目的運營成本,估計要幾千億美元(國際空間站預計成本是500億美元,實際上的累積費用以超1600億美元)。
所以,太空電梯這樣的項目,還是等人類進入星際時代后,作為旅游項目開發(fā)吧