美公司擬造月球太空梯有望十年內(nèi)成真
北京時間8月2日消息,據(jù)國外媒體報道,早在19世紀(jì)晚期,就有人提出了太空梯概念,雖然歷經(jīng)數(shù)十年研究,但太空梯描繪的廉價軌道之旅的遠(yuǎn)景,可能距現(xiàn)實仍然遙遠(yuǎn)。最大的挑戰(zhàn)在于沒有人能用超輕、超強度碳納米管成功造出數(shù)萬公里長的纜繩。不過,美國企業(yè)家邁克爾-萊恩認(rèn)為,利用現(xiàn)有材料就可以制造從月球表面延伸出來的“月球梯”。
對纜繩強度的要求降低
萊恩表示,他依舊會對基于地球的太空梯概念“投入巨資”,不過,眼下他已將工作重心轉(zhuǎn)向月球梯,只要從事大量研究,擁有足夠資金,月球梯完全有可能在10年內(nèi)建成。他在接受采訪時稱:“我提出的時間表尚存在疑問。我們不久便將實現(xiàn)這個夢想,或許在5到7年內(nèi)。”由于月球引力僅僅是地球的六分之一,這可以大大降低對纜繩強度的要求。現(xiàn)有一種適于制造月球梯的材料是Zylon合成聚合物,這種材料具有高強度、高耐熱性等特點。
此外,構(gòu)成月球梯的組件相對較輕,小型火箭就能將它們發(fā)射到月球。萊恩說:“按照月球梯的物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn),我們似乎可以利用標(biāo)準(zhǔn)型號的阿特拉斯火箭和德爾塔火箭發(fā)射月球梯的組件。這是一個你不必建造像土星5號火箭這樣龐然大物的重大事件。”雖然萊恩表示相信月球梯在5至7年內(nèi)建成是可行的,但在如此短的時間內(nèi)不出任何問題,仍然是不可能完成的任務(wù)。
最大的障礙可能是如何利用一個用Zylon材料建成的6立方米的結(jié)構(gòu)。萊恩說:“這確實是我們面臨的最大挑戰(zhàn)。”同時,建造如此復(fù)雜的系統(tǒng)還涉及到大量未知難題。萊恩說:“我過去在談起太空梯時,曾說我們連可能遇到的問題都不清楚,更何況是答案。對于月球梯的建造來說,這更是事實。”另一個障礙是資金。不過,相比從地面架起的太空梯,月球梯的建設(shè)成本可能會少一些。
基于地面的太空梯基本上就是一條長長的纜繩——也許長達(dá)6.2萬英里(約合10萬公里),一端固定在地球上,另一端固定在地球同步軌道的平衡物(如大衛(wèi)星)上。在引力和向心加速度的作用下,纜繩或絲帶可以保持僵硬,小電梯或“升降機”可以向上移動太空梯,而耗費的能量和費用僅是將物體發(fā)射到軌道的極小部分。
穿越地月系拉格朗日L1點
一旦太空梯建造完成,利用其向軌道運送貨物的成本約為每磅數(shù)百美元,相比之下,用航天飛機發(fā)射衛(wèi)星的成本則高達(dá)每磅7000美元。月球梯至少需要長達(dá)3.1萬英里(約合5萬公里)的絲帶,以月球上可見區(qū)域中心位置附近為基點,穿越地月系拉格朗日L1點。小型阿特拉斯火箭和德爾塔火箭可以將組件發(fā)送至地月系拉格朗日L1點,然后以這個點為軸,分別將Zylong緞帶向地球和月球兩個方面延伸。
萊恩說:“你可以使用作為阿特拉斯火箭平衡物的一部分。但這是非常小的平衡物,也就是說,來往于月球的貨物會非常小。這不像是太空梯,你將可以每周將100噸的貨物送上太空。而月球梯是非常小的系統(tǒng),只能運輸200至250千克的貨物。”
萊恩舉例說,日本“隼鳥”號探測器的整個樣本回收裝系統(tǒng)最近返回地球的小行星樣本重量只有大約20千克。這也讓萊恩開始設(shè)想月球梯的首次任務(wù):取樣返回任務(wù)。他說:“在5到7年后或許可以實施月球取樣返回任務(wù),我認(rèn)為這是一個相當(dāng)合理的設(shè)想。”萊恩表示,一旦初始階段的月球梯投入使用,我們可以利用基于地球的太空梯的相同概念,用更多絲帶去強化它的強度。