乘电梯上太空


  空电梯名副其实的“天梯”,具有令人难以置信的高度,理论上说,这种结构会延伸出地球大气层,可以运输卫星和航天飞机到外层空间,这就没有了火箭燃料发射的成本和环境影响。这个想法一直以来都更像是科幻小说,而不像科学事实,但是,从伦敦大学国王学院(King’s College London)的一个团队改变这种状况,他们声称,碳纳米管的进步使得“理论上”可以创造一条缆索,这缆索会有足够的强度,可以延伸超过2.2万英里,进入太空。

  这个太空电梯的想法并不是新鲜,其实,这种想法的理论描述,早在1895年就有了,当时是一个俄罗斯人,名叫康斯坦丁•齐奥尔科夫斯基(Konstantin Tsiolkovsky),他提出了一种独立的“齐奥尔科夫斯基”塔,从地球表面伸出,上升到一个“平衡重力”的地方,就在地球同步轨道的某处。

  马克•茅都尼克(Mark Miodownik)是伦敦大学国王学院材料科学家,他宣布这一新的方案是在英国皇家学会(Royal Institution)的圣诞演讲中,他的新建议在BBC 第4套节目广播,时间是本月底。谈到“太空电梯”的理念,茅都尼克说:“这个想法是由电梯进入太空,已经谈论了几十年了,普及者是阿瑟•克拉克(Arthur C. Clarke),他是一位科幻小说作家,就是在他1979年出版的《天堂泉源》一书中谈的。但是,过去,这一想法从来抖是没有实际用处的,因为没有材料足够强硬,可以以支持自身重量,一位必须跨越遥远的距离,才能从地球到达太空。”“带来改变的是发现了碳纳米管,这种形式的碳可以织成纤维。它们仍在研发中,理论上说,它们足够强硬,可以延伸到太空。”

  如果是建造了这种太空电梯,这种缆索将需要始终处在张力状态,就是重力和向外离心加速度的力量之间的张力。从理论上说,这个平衡装置会保持整个缆索稳定,将是一个对接和加油站,用以完成未来太空任务。事实上,NASA已经承诺在未来五年内投资300万美元,研究这一创意,而且正在研制比例模型。

  碳纳米管是一种现代材料,具有巨大潜力。虽然它们都小于5万分之一个的头发宽度,当拧在一起时,一根线有缝纫线宽,就可以吊起一辆汽车的重量。从理论上讲,它每平方毫米可以支持30吨,这一比重是需要的,因为要建造这样一个令人难以置信的系统。 茅都尼克补充说:“碳纳米管仍在发展,但它们是第一种这样的材料,我们已经看到了,足够强硬,可完成这一任务。”