科技大时代-第339章

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题：我们处在地球的“重力井”里面，就像真正的井一样，一个站在旧米深的井底的人想要爬出井外所要花的力气，远大于在井边的平地上走个　　四米。
　　　　　　　　如果到外层空间，则会出现另外一种情况，从地表发射一架超级火箭进入轨道，要比从轨道到月球发射一只小的太空舱更难！
　　　　　　　　人类进入航空史后，除了火“星以及各种各样的探测器外，航天飞机要算作个仍亿用小训举了。虽然这玩意儿因为屡次出现安全事故，后来被迫终止，不过，这依然给人类的航天史带来了巨大的希望。
　　　　　　　　想想，只要制造好了以后，就可以像飞机一样，重复利用，多么节省材料啊。不过，虽然它省了重复制造的麻烦，不过，在能源方面，它却一点也没省。
　　　　　　　　实际上，要将一个。很重的东西送入轨道，花费的能量里面，其实大部分都用在推动火箭自己身上了。因为要运载重的物体，火箭自身就必须足够强劲，其消耗的能量本身就是个天文数字。
　　　　　　　　比如进入星际采矿，如果是采一些铁、铜之类的常见资源，如果不是靠着国家拨款。而完全进行市场经济的话，恐怕这么做的公司，没两次就破产了。收入与支出完全不成正比。
　　　　　　　　太空电梯这个。名字出来后。很快就赢得了人们的青睐。世界各大航空大国都在开展这方面的竞赛。美国更是为此设立了巨额奖金，可惜。连续次都没人能将这个。让人眼红的大奖捧走。而日本，先后投入了上百亿美金发展自己的太空电梯技术，希望能在这个领域突破　　取得跨越式发展。
　　　　　　　　日本人知道。在美国垄断航空技术的今天，要想抢占世界第一航“天大国的宝座，常规式的发展是绝对不行的。毕竟，美国人为此努力了几十年，全世界最好的科学家都集中在了美国，别人还在发展载人航　　空。美国人就登了。别人还在登月，美国人已经跑火星上了。当你准备登陆火星的时候，美国人已经跑出太阳系了，这种追赶永远都没机会赶上。
　　　　　　　　想想，如果睡先造出荡一部太空电梯，就意味着谁已经赢得了商业化太空的机会，几乎就等同于赢得了殖民外太空的门票。虽然明知道这是一种太空竞赛，可很多国家还是乐此不彼。
　　　　　　　　经过科学家的构想，太空电梯可以分成几个部分。首先，其必须有一个基座。基座基本上一定是在赤道上，因为这样从地球同步轨道上垂下来的距离最短。基座有提出固定式和漂移式两种选择，其中固定式的比较容易完善周边的硬件设施。但漂浮式，无论是海上的大型平台甚或是平流层中的大型飞行平台，都有借移动来躲避不良气候或太空杂物的可能，因此也有不少支持者。
　　　　　　　　赤道足够长，可以同时建立无数个基座。如果是漂浮式的，就必须考虑彼此碰撞和干扰的可能性。众所周知，波是有相互干扰的能力的，而且，波与波之间，很容易叠加，有时候只是轻微的碰撞，引起的问题可能就非常大。
　　　　　　　　再一个，其必须有一根缆绳，就像普通电梯的那根钢索一样。
　　　　　　　　从地表到太空，有３万多公里，这么长的距离，如果是一根细绳的话，是绝对不可能的，因此，将缆绳称为揽带或许更合适。过去的设计。都倾向于将揽带设计为扁平的。而且，也不会是从头带尾一样粗。
　　　　　　　　根据计算，在地球同步轨道处缆带所承受的拉力最强，因此这地方必须最粗，考虑到材料和重量问题，中间部分可以稍微变细一点。
　　　　　　　　之所以不设计成圆的以及揽带要不均匀，除开节省材料以外，还有很重要的一个因素，就是揽带的摆动问题。
　　　　　　　　长期从事该项目研究的科学家、捷克科学院天文学学会鲁波斯？佩里克教授曾经说过，由于用于建造太空电梯的缆绳将会长达几万公里缆绳不可能完全绷直，如果那样的话，缆绳上受的力恐怕是天文数字，任何一个微小的摆动都会导致缆绳出现很大的振幅。
　　　　　　　　学过物理的朋友都知道，波有几个要素。振幅是体现能量大小一个。很重要的要素。这种长距离的传播，如果是普通的学术研究，能量应该会越来越因为波在传递过程中，是要消耗能量的。但是，当应用在这种实际情况后，当振幅过大，电梯会处于上下颠簸这种，别说是人。就算是货物，恐怕也会变成渣。没人希望传送前是一个完好的机器人，传送后变成了几十个零件。
　　　　　　　　比如在太阳和月球的引力牵引作用，以及在太阳风的压迫之下。太空电梯将发生幅度很大的摆动。这种摆动将是是很可怕的，它不仅会使得电梯上的人和货物摔落下来，还有可能触及空中的飞机、卫星等，一旦倒塌下来后果更是不堪设想。
　　　　　　　　这也是为何太空电梯必须建立在赤道之上的原因之一。如果建在赤道以外的地方，太空电梯势必受到地心引力的影响，从而发生向下弯曲的变形。这中间会产生巨大的拉扯力，这样强度的力，属于星际间的立场级别，太空电梯本身根本不可能消化吸收得了。
　　　　　　　　还有，太空电梯的角速度和地球本身自转的角速度将会不一致，这样太空电梯将会被动的随着地球转动而到处乱绕圈子。玩过空竹的朋友都知道，空竹在绳子上转动，一旦发生错乱，后果是非常严重的。轻则空竹从绳子上被甩出。重一点甚至可能伤到自己。　　　　　　　　而且，太空电梯一旦出现摆动。其缆绳必然承受地心引力和离心力的双重拉扯。很有可能直接将缆绳给拉断！
　　　　　　　　因而，缆绳的材料需要质量轻，而且完全刚性！过去无论是天文学界还是材料学界，统一认为，缆绳最理想的材料就是碳纳米，品纳米管是石果中层或若干层碳原午卷曲而成的笼状”直径只有几到几十纳米，内部是空的。这样的材料很轻，但很结实。它的密度是钢的　　伤。而强度却是钢的旧。倍。
　　　　　　　　在人类实验室里面，碳纳米管早已经被实现了。就在人们欢欣雀跃。认为太空电梯时代即将到来。特别是美国的山公司，该公司就是太空电梯最热衷的公司之一。他们一直认为，天空电梯之所以没法实现。不是技术上的原因，只是单纯的经济原因。因为。这个项目的启动资金就超过　　四亿美金，而且是没贬值之前的美金。
　　　　　　　　可后来，美国科学院的材料学家，给了这些人重重的一击，简直快要将他们彻底给打崩溃了。材料学家认为，碳纳米管只在围观层面上才表现出足够强劲的性能，一旦达到宏观层面，其表面的张力。会破坏其刚度！
　　　　　　　　也就是说，如果造一个，十万公里长的碳纳米管，由于表面张力的影响，其强度最后很可能和钢铁差不多，当然，如果这缆绳是钢铁的话。直接会变成豆腐！
　　　　　　　　这对于一些人来说，简直是无法接受的事实。过去一直坚守的东西，突然之间就成了浮云！就像你突然对一个一直信任基督的人说。其实耶稣根本是虚构的，历史上不存在这个人。而且你还摆事实、讲道理，将他驳斥得无话可说的实话，对方心里的失落可想而知！
　　　　　　　　其实这里面的情况非常复杂小太空电梯还面临一个能量守恒定律，这是物理界一个最基本的规律。无论是微观还是宏观，无论是相对论还是量子世界。都必须要遵守的一个规律。
　　　　　　　　假设太空电梯得以建成，要把地球上的一批货物送往太空，这批货物在地球表面上的时候，跟随地球表面一起运动，它的地球环绕线速度为略３引米尸秒，但是，通过太空电梯运送到距离地球强６。千米高的地球同步静止轨道上时，它的地球环绕线速度达到了聊米，秒，速度为地表时的，动能为地表时锋　　倍，从地球表面到地球同步静止轨道。物体的动能得到巨大的增长。这样巨大的动能来自何方？
　　　　　　　　如果采用常规的方式发射的航天器，动能由运载火箭、航天飞机等运载工具提供。通过太空电梯运载到太空中的货物，动能只能由太空电梯系统提供，物体从地面到太空所增加的不但有动能还有势能　　而且，这个动能还会非常大，因为无论如何。必须遵守牛顿力学三大定律。遵循第一宇宙速度的制约。
　　　　　　　　太空电梯上的电梯间运载器把通过激光所传递来的能量，转化为物体的势能。但动能只能由地球和系留卫星损失自己的动能来补充货物的动能。由于地球自转的角速度是旧度刊、时，整个太空电梯系统必须和地球保持一致的角速度。
　　　　　　　　电梯间轨道运输器将货物从地球表面向太空运输的过程中，随着高度的增加，“电梯间”绕地球的线速度将必须随之增加，才能保持角速度一致。学过物理的朋友都知道，在半径和质量一致的情况下，如果线速度增加，则离心力会以平方倍增加！离心力的增加，势必增大“电梯间”的动能！
　　　　　　　　电梯间在攀爬过程中因为自身线速度的不足，而无法跟上“系留卫星泄绳”体系的的角速度，因而会对缆绳产生运行阻力，阻力会沿着缆绳向两端传播。大部分阻力将传向地球，也有一部分阻力会传向系留卫星。地球和系留卫星受到阻力影响后会分别对电梯间产生一个反作用拉力。并形成一个。合力，为电梯间加速。从地球表面到地球静止轨道。这种加速一直进行着。
　　　　　　　　对于地球这么一个庞然大物来说向电梯间施加一个拉力不会有太大影响，但是对于系留卫星来说，向电梯间提供近似水平方向上的拉力影响是明显的，它付出拉力后必然损失速度和动能　　并降低高度。
　　　　　　　　当然，有人会说。我不需要系留卫星，我直接在月球上面建一个，和地球上一样的基地。两个基地直接相连，但这里面也有个问题，月球上的重力加速度和地球上是不一样的，如果直接到达月球，就需要一个缓冲力，缓冲力如果过大，势必会造成缆绳的剧烈震动，很容易引发安全事故。
　　　　　　　　当然，如果能将地球与月球相连，比起将缆绳的另外一端直接系在卫星上肯定要靠谱一些。这些年，由于人类太空活动的持续增加，太空中产生了庞大的太空垃圾。这些太空垃圾堆卫星有着致命的威胁！　　　　　　　　而且，太空中还时常会有陨石，陨石对卫星也有很强的破坏作用。一旦卫星损坏，即便是很轻微的伤害，也会让卫星损失一部分动能，势必会降低卫星的高度，或者让卫星的位置产生偏离。
　　　　　　　　一旦卫星发生偏离，后果肯定是灾难性的。因为。和势必会让缆绳产生重大的震荡，这种震荡，无论是对缆绳本身还是对缆绳上面的货物，亦或是对系留卫星，都会造成重大损失。
　　　　　　　　如果，卫星完全被损害，那缆绳的另外一端就成了空状态，一旦缆绳发生倒塌，从几万公里的高空倒下来，那绝对是比堪比小行星袭击地球的悲剧，打入海洋之中，或许瞬间就会形成前所未有的大海啸。要知道。赤道的周长也不虹万多公里，…的缆绳。足够绕着地球几圈了。沿途经讨的国家。联愕叭是超级大灾难。就算是缆绳落地，恐怕也会砸出大地震！
　　　　　　　　曾经有科学家就这个问题咨询过山公司，它们认为地球会长久的损失动能，正好表明人们并没有正确的认识太空电梯对地球动能的影响。其实地球在太空电梯向太空运送货物的时候会损失一部分动能，但是在太空电梯运载货物返回地球时，太空电梯将会把多余的动能返还给地球。　　　　　　　　太空中飞行的物体的动能都很大必须突破第一宇宙速度，这些物体返回大气层时，传统方法是利用大气的阻力来减速，消耗掉动能。“电梯间”和它所运载的货物的动能也是很大的，他们沿着缆绳慢慢返回地球，由于固定在缆绳上与地球保持自转方向上的静止状态，与地球大气也是相对静止的，只能依靠缆绳来减速，多余的动能也将传递给缆绳，这必然给缆绳一个加速力，缆绳的两端，一端栓着地球，另一端栓着系留卫星，按照日常生活的常识，缆绳受到的阻力必然将向两端传递，传递给地球和系留卫星。
　　　　　　　　所以，如果从常识来看，峙公司有些观点是比较荒唐的。正如它们所说，如果去的时候没有系留卫星的参与，只有地球提供了全部所需的动能，那回地球的时候呢？缆绳总要受阻力的吧，难道这些力只传回地球么？
　　　　　　　　要知道，这种阻力也是很大的，足够让系留卫星产生强烈的震荡了。总不至于力只向一个方向传播吧，那实在太扯淡了。
　　　　　　　　加入太空梯制造者们回答说多余的动能的确会传给系留卫星一部分，那么既然系留卫星在攀登者返回地球时可以得到动能，那么在攀