如何評價劉慈欣《三體》中的「太空電梯」設想?
太空電梯有可能實現嗎,是否離現如今的科技很遙遠?
我是做電梯控制軟體設計的,在我看來控制軟體應對太空電梯沒有不可跨越的難度,難度集中在硬體上。
1、驅動方式。
現在主流電梯都是纜繩驅動的,可以參考下面這個問題中我和其他人的回答。
http://www.zhihu.com/question/25811387/answer/56312155
2、控制方式。
跟上面差不多,現在的電梯電信號全靠電纜,電纜的重量、通信質量肯定達不到要求。
那麼,必須使用無線信號傳輸方式。也就是類似載人太空梭的通信方式,這方面發展到什麼程度了我不懂,等別人補充。
3、通信延遲。
這個需要單獨拿出來探討一二,因為電信號的光速放到足夠遠的距離上來說,也不容忽視。
我查了一下,地球和衛星的通信延遲有500-800ms,那麼比較矮的太空電梯延遲也得有200ms以上,這個比現在電梯按照10-20ms設計通信延遲要高太多倍了。
舉個例子,控制系統檢出電梯門關好了,控制走車,突然門被打開了,然後在控制系統反應過來之前電梯就開了,結果估計很血腥。
這方面是個人就能想出來(但是沒人能解決),我也不懂材料學,就不談了。
太空電梯是很早的技術設想,其主要瓶頸還是在於材料學,如果沒有一種合適的材料,電梯會被自己的重力拗斷的
亞里士多德說給我一個槓桿我可以翹起地球。關鍵是多長什麼材料的什麼強度硬度的槓桿和支點,誰能提供
有意義,有實現的可能性。
在可以預計的未來,這是人類正在走出地球,走向深空的唯一可行辦法。
有了太空電梯,進入地球軌道的難度和花費將會大大降低。人類可以在地球軌道建立大型的永久性空間站,也可以在軌組裝深空探測的飛船。化學能推進的火箭時代,這是不可能的事情。
建造太空電梯的軌道站不是很難的事情,和平號空間站的大小已經足以開始太空電梯最基礎的運營,太空電梯的剩餘巨大的擴建工程,可以等其建成之後,用電梯運上來,再進行擴建。
太空行走技術現在也很成熟了,在軌拼接也只是時間問題。
維持其位置不變也很簡單,反正有了電梯,可以不斷的運送廉價燃料上來。以前火箭是不會用那麼便宜的燃料的,否則比沖不夠,飛不上去。但是現在運費便宜了,便宜的燃料就可以定期送上去,用以發動機點火來維持高度和位置。
至於電梯艙的動力,最實際的方法是在地面上用大概率激光照射電梯艙,給其能量,轉化成電能往上爬。電梯艙不自帶燃料,這極大的減輕了重量,增大了運力。
最難的,真正的難點還是那根電梯繩。
一根鋼絲繩,從高處垂下來,只需9000米長,就會被自己的自重所拉斷。而且在對流層內,氣候極其多變,高空強風,雨雪冰雹等強對流天氣,電離層的高活性氧都是很大的威脅。人類想要建立太空電梯,就需要一種極輕,極其堅韌,又性能非常穩定的材料。
目前來說沒有。
據說現在的碳納米管有希望。不過能不能量產,量產出來效果怎麼樣還有待驗證。
等著吧,只要材料技術出現大的跨越。國際聯合起來,搞個太空電梯還是有希望的。
到時候可以不停的往上運輸燃料,材料,人員。
在軌長期居住,太空旅遊,在軌組裝大型空間站,在軌組裝大型宇宙飛船,都可以成為現實了。
要致富,先修路。
希望這輩子可以看到。
克拉克《天堂的噴泉》
一言不合先上圖
太空電梯說起來很簡單,貌似也很好實現,但實際上,太空電梯離我們還很遠
前美國國家航空航天局工程師、現任美國電梯港集團總裁邁克爾·萊恩表示,如果能籌集足夠的資金,太空電梯的設想能夠在8年內實現。
首先,說一下重力問題
說到重力,就要說到太空電梯的纜繩。一根鋼絲,如果從9000米高的地方垂下來,它自身的重力就足以把它拉斷;因此需要一種高強度、柔韌性好的材料組成太空電梯的纜繩。在《三體》中,天梯的導軌是由一種名為「飛刃」的納米材料製成,它的強度足以克服地球的重力。
於是,高強度材料的研發成了研究太空電梯的首要任務。。
其次,太空電梯還需要有平衡配重,配重以極高的速度繞地球運轉,由於離心力作用,電梯纜繩才能綳直。
還有,太空電梯位於地球的一端不能是死的,因為整個太空電梯還需要有躲避太空垃圾的能力,因此,一個可移動的地面平台是必要的。。
總之,太空電梯面臨困難重重,《三體》里的設想可以說是最接近科學的設想了,更具體可以參考該篇文章《三體》航天考(一):太空電梯與階梯計劃
這更多是材料學的問題。因為沒有這種建築材料,建工現在的一切假設都是空中樓閣,沒意義。
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