日本欲造“天梯” 3.6万公里缆绳接卫星(图)

在科技领域素来敢为天下先的日本科学家又推出惊人计划,他们打算将此前仅存在于科幻小说描写中的“天梯”——太空升降舱变为现实。

运输物资也可载人

太空升降舱也被称为“太空电梯”。根据科学家们的设想,一条从距离地面3.6万公里的地球同步卫星向地面垂下一条缆绳至地面基站,并沿着这条缆绳修建往返于地球和太空之间的电梯型飞船,往来运输物资。

参与研究的科学家告诉英国《泰晤士报》记者,太空升降舱可以搭载包括大型太阳能发电机、核废料等各种物品,当然还可以载人。

《泰晤士报》说,直到目前,人类都不得不通过火箭推动克服地球引力、把自己“抛出”大气层的方式进入太空,而太空升降舱则可以让21世纪的宇航员享受到更为惬意的太空旅行。

更重要的是,太空升降舱上天不需要携带大量燃料,预计所耗能量不过为宇宙飞船发射的1%。英一项测算显示,用太空升降舱运送一个人和行李的费用仅相当于目前用航天飞机运送的0.25%。负责太空升降舱研制的日本太空升降舱协会主席小野秋一(音译)说:“就像出国旅行一样,人人都可以坐着‘电梯’上太空。”

材料必须轻便又坚固

建造太空升降舱的构想引起了全球科学家和科研机构的兴趣。《泰晤士报》说,目前世界范围内同时有几个太空升降舱研发计划正在进行当中。一些机构还对能够在这一方面取得突破的个人和组织“悬赏”。

而无论对于科学家还是宇航员,在实现“天梯”梦想前都必须克服一系列难题。其中最关键的问题在于应该用何种材料建造太空升降舱赖以起落的缆绳。这种材料必须比目前已知的各种纤维更坚固也更轻便,才能承受住太空升降舱的重量。从理论上计算,制作缆索的材料强度必须达到钢强度的180倍左右。

此外,为了保持平衡,在卫星背向地球的一侧也要架设数万公里的索道,使得整条索道全长达到约10万公里,相当于地球到月球距离的约四分之一。

造价可能为93亿美元

不过,随着纳米技术的发展,科学家不断开发出质量轻、强度高的碳纳米管纤维材料,现有的此类纤维材料强度已经达到了所需强度的约四分之一,使得修建太空升降舱逐渐成为可能。

至于推动电梯型飞船进入太空的动力,日本大学精密机械工程教授青木吉雄说:“我们考虑采用在新干线列车中采用的技术……碳纳米管是良好的电导体,我们在考虑全程配备另一条缆绳用来供能。”据估算,采用以上技术的太空升降舱建造费用约为93亿美元。《泰晤士报》说,对于这样一项浩大工程,这一价格“低得令人吃惊”。

至于太空升降舱项目的具体时间表,则将在日本今年11月主办的首届“太空升降舱会议”上讨论形成。