在沒有(you)大氣層的空間中,天梯可(ke)以用很低的成本將載荷運送到軌(gui)道
據國外媒體報道,早在(zai)19世紀晚(wan)期,就有(you)人提出了太(tai)空梯(ti)(ti)概念,雖(sui)然歷經數十年(nian)研究,但太(tai)空梯(ti)(ti)描(miao)繪(hui)的(de)廉價軌道之旅的(de)遠景,可(ke)能距現實仍然遙(yao)遠。zui大(da)的(de)挑戰(zhan)在(zai)于(yu)沒有(you)人能用超輕、*度碳納米管(guan)成功造出數萬公(gong)里長的(de)纜繩。不過,美國企業家邁克爾·萊恩認(ren)為,利用現有(you)材料就可(ke)以(yi)制造從月球表(biao)面延伸出來的(de)“月球梯(ti)(ti)”。
對纜繩強度的要求降低
萊恩表示(shi),他依舊會(hui)對基于(yu)地(di)球的(de)太空梯(ti)(ti)(ti)概(gai)念“投入巨資”,不過,眼下(xia)他已將工作重(zhong)心轉向月(yue)球梯(ti)(ti)(ti),只要從事大(da)量研究,擁(yong)有(you)足夠資金(jin),月(yue)球梯(ti)(ti)(ti)*有(you)可(ke)能在(zai)10年內建成。他在(zai)接受采訪時稱:“我(wo)提出的(de)時間(jian)表尚(shang)存在(zai)疑(yi)問。我(wo)們不久便將實現這(zhe)個夢想(xiang),或許(xu)在(zai)5到7年內。”由于(yu)月(yue)球引力僅(jin)僅(jin)是地(di)球的(de)六分之(zhi)一,這(zhe)可(ke)以大(da)大(da)降低(di)對纜繩強(qiang)度的(de)要求。現有(you)一種(zhong)適于(yu)制造(zao)月(yue)球梯(ti)(ti)(ti)的(de)材料(liao)是Zylon合成聚合物,這(zhe)種(zhong)材料(liao)具(ju)有(you)高強(qiang)度、高耐熱性(xing)等(deng)特(te)點。
此外,構成月(yue)球(qiu)(qiu)(qiu)梯(ti)的(de)(de)(de)組(zu)件相對較輕(qing),小型火箭就能(neng)將它們(men)發射到月(yue)球(qiu)(qiu)(qiu)。萊恩(en)說(shuo):“按照(zhao)月(yue)球(qiu)(qiu)(qiu)梯(ti)的(de)(de)(de)物理學標準,我們(men)似(si)乎可(ke)以利(li)用(yong)標準型號(hao)的(de)(de)(de)阿*火箭和德爾塔火箭發射月(yue)球(qiu)(qiu)(qiu)梯(ti)的(de)(de)(de)組(zu)件。這是(shi)一個你不必建造像(xiang)土(tu)星5號(hao)火箭這樣龐然(ran)(ran)大(da)物的(de)(de)(de)重大(da)事件。”雖(sui)然(ran)(ran)萊恩(en)表示相信(xin)月(yue)球(qiu)(qiu)(qiu)梯(ti)在5至7年內建成是(shi)可(ke)行的(de)(de)(de),但(dan)在如此短的(de)(de)(de)時間內不出任(ren)何(he)問題,仍然(ran)(ran)是(shi)不可(ke)能(neng)完成的(de)(de)(de)任(ren)務。
zui大(da)的障礙可(ke)能是(shi)如(ru)何利用一個用Zylon材料建成(cheng)的6立方米的結構。萊恩說(shuo):“這(zhe)確實是(shi)我(wo)(wo)們(men)面(mian)臨的zui大(da)挑戰。”同時,建造(zao)如(ru)此復(fu)雜的系統還涉(she)及大(da)量(liang)未知(zhi)難題。萊恩說(shuo):“我(wo)(wo)過(guo)去(qu)在談起(qi)太空梯(ti)時,曾(ceng)說(shuo)我(wo)(wo)們(men)連可(ke)能遇到的問題都(dou)不(bu)清楚(chu),更何況(kuang)是(shi)答(da)案。對于月球(qiu)梯(ti)的建造(zao)來(lai)說(shuo),這(zhe)更是(shi)事(shi)實。”另一個障礙是(shi)資(zi)金。不(bu)過(guo),相比從地面(mian)架(jia)起(qi)的太空梯(ti),月球(qiu)梯(ti)的建設成(cheng)本可(ke)能會少一些。
基(ji)于地面的(de)(de)太空梯(ti)基(ji)本上(shang)就(jiu)是一(yi)條長(chang)長(chang)的(de)(de)纜繩——也許長(chang)達6.2萬英里(約合(he)10萬公里),一(yi)端固定在地球(qiu)上(shang),另一(yi)端固定在地球(qiu)同步軌(gui)道的(de)(de)平衡物(如(ru)大衛星(xing))上(shang)。在引(yin)力和(he)向心加速度的(de)(de)作用下,纜繩或(huo)絲(si)帶可(ke)以(yi)(yi)保持僵硬,小電梯(ti)或(huo)“升降(jiang)機(ji)”可(ke)以(yi)(yi)向上(shang)移動(dong)太空梯(ti),而耗費(fei)的(de)(de)能量(liang)和(he)費(fei)用僅是將物體發射到軌(gui)道的(de)(de)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百美元,相比之下,用航天飛機發射衛星的成本則高達每磅7000美元。月球梯至少需要長達3.1萬英里(約合5萬公里)的絲帶,以月球上可見區域中心位置附近為基點,穿越地月系拉格朗日L1點。小型阿*火箭和德爾塔火箭可以將組件發送至地月系拉格朗日L1點,(高溫油泵)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(lai)恩說(shuo)(shuo):“你(ni)可以(yi)使(shi)用作為阿*火箭平衡物(wu)(wu)的(de)一(yi)部(bu)分。但這是(shi)非(fei)常(chang)小(xiao)的(de)平衡物(wu)(wu),也(ye)就是(shi)說(shuo)(shuo),來往于月球的(de)貨(huo)物(wu)(wu)會(hui)非(fei)常(chang)小(xiao)。這不像是(shi)太空(kong)梯(ti),你(ni)將(jiang)可以(yi)每(mei)周將(jiang)100噸(dun)的(de)貨(huo)物(wu)(wu)送上太空(kong)。而月球梯(ti)是(shi)非(fei)常(chang)小(xiao)的(de)系統,只能(neng)運(yun)輸200至250千克的(de)貨(huo)物(wu)(wu)。”
萊(lai)恩舉例說,“隼鳥(niao)”號探測器的(de)(de)整(zheng)個樣本回收裝系統zui近(jin)返(fan)回地球的(de)(de)小(xiao)行星(xing)樣本重量只(zhi)有(you)大約20千克。這(zhe)也(ye)讓(rang)萊(lai)恩開始(shi)設(she)想(xiang)月球梯(ti)(ti)的(de)(de)任務(wu):取樣返(fan)回任務(wu)。他(ta)說:“在5到(dao)7年(nian)后或許可(ke)以實施月球取樣返(fan)回任務(wu),我認為這(zhe)是一(yi)個相(xiang)當合理的(de)(de)設(she)想(xiang)。”萊(lai)恩表示,一(yi)旦初始(shi)階段的(de)(de)月球梯(ti)(ti)投入使(shi)用,我們可(ke)以利(li)用基于(yu)地球的(de)(de)太(tai)空梯(ti)(ti)的(de)(de)相(xiang)同概念(nian),用更多絲(si)帶(dai)去強(qiang)化它的(de)(de)強(qiang)度。
當然,月(yue)球梯(ti)的(de)投(tou)入巨(ju)大(da),雖然*階段可能(neng)比(bi)(bi)太空(kong)梯(ti)投(tou)入少,但月(yue)球梯(ti)的(de)后續建(jian)造耗(hao)資(zi)巨(ju)大(da),相比(bi)(bi)太空(kong)梯(ti)會耗(hao)費更長時間。萊(lai)恩說:“我(wo)們(men)對成本尚(shang)未(wei)做出一(yi)個完(wan)整的(de)估算,但相比(bi)(bi)于阿*火(huo)箭和德(de)爾塔火(huo)箭,這是(shi)(shi)一(yi)個合(he)理(li)的(de)投(tou)入。成本總共可能(neng)只有數(shu)億美(mei)元,而不是(shi)(shi)數(shu)十億美(mei)元。”
或成前往火星的中轉站
萊恩(en)當前已經(jing)有了月球梯的總體(ti)構想(xiang)和(he)規(gui)劃。他(ta)說:“這(zhe)不(bu)是(shi)(shi)去(qu)到月球上插面旗幟(zhi),或(huo)(huo)是(shi)(shi)留個腳印,而是(shi)(shi)涉及美宇航局預算核心部分,聚焦于(yu)技(ji)術開發(fa)與基礎設(she)施(shi)建設(she),保證航天探索順(shun)利進行(xing)。而這(zhe)恰恰是(shi)(shi)我們希望通(tong)過開發(fa)月球梯實(shi)現的目標(biao)。接著,我們會開始(shi)建造月球前哨站或(huo)(huo)研究實(shi)驗室。我們提出(chu)了一(yi)端(duan)使用(yong)平(ping)衡物(wu),一(yi)端(duan)使用(yong)棲息地的構想(xiang)。如果我們可(ke)以(yi)將一(yi)組太空艙組合起來,它們就構成了的平(ping)衡物(wu),這(zhe)一(yi)定會讓(rang)人感興趣。”
“有(you)人(ren)認為,如果你(ni)的(de)目標是火(huo)星,那么到月(yue)球的(de)吸引力(li)就不大(da)了(le),也有(you)許(xu)多人(ren)認為燃(ran)料(liao)庫更有(you)意義。我(wo)們可能會是一些長期任務的(de)燃(ran)料(liao)庫,因為我(wo)們需要這(zhe)多余的(de)質(zhi)量。在(zai)太空梯(ti),平衡物(wu)基本上都是死物(wu)。對(dui)于月(yue)球梯(ti)來(lai)說,它(ta)會變成(cheng)一個工作(zuo)環境。所以,有(you)些人(ren)通過它(ta)去(qu)月(yue)球,有(you)些人(ren)將它(ta)當作(zuo)前(qian)往火(huo)星中途加油和維修的(de)站點。一旦它(ta)投入使(shi)用,鑒(jian)于阿*火(huo)箭(jian)和德爾塔火(huo)箭(jian)的(de)成(cheng)本,你(ni)前(qian)往月(yue)球就有(you)了(le)安全可靠的(de)途徑。這(zhe)將帶(dai)來(lai)巨大(da)的(de)影響。”
萊恩表示(shi),他(ta)不(bu)希望給人留下這(zhe)(zhe)樣的(de)(de)印象(xiang),即他(ta)和(he)(he)其他(ta)對這(zhe)(zhe)個(ge)概念(nian)感(gan)(gan)興趣的(de)(de)人已將(jiang)一切(qie)謀劃好了:“我(wo)們對這(zhe)(zhe)個(ge)概念(nian)做了足(zu)夠的(de)(de)研(yan)究,知(zhi)道它是(shi)可行和(he)(he)有趣的(de)(de),可能(neng)用不(bu)了多久(jiu)就能(neng)實現,這(zhe)(zhe)也是(shi)我(wo)們正在提出解決之道的(de)(de)原因。”萊恩和(he)(he)其他(ta)對太(tai)空(kong)梯感(gan)(gan)興趣的(de)(de)研(yan)究人員(yuan)將(jiang)要舉辦一系列研(yan)討會(hui)(hui),深(shen)入探討這(zhe)(zhe)個(ge)概念(nian),解答一些人提出的(de)(de)疑問。*個(ge)研(yan)討會(hui)(hui)于7月(yue)29日至(zhi)8月(yue)1日在西雅圖舉行。
對月球梯項目寄予厚望
萊(lai)恩在2003年創建了LiftPort公司(si),用于開發太(tai)空(kong)(kong)梯(ti),但這家(jia)一度有14名全職員工(gong)的(de)公司(si),在2007年陷入財務危機。他(ta)將(jiang)月球(qiu)梯(ti)看(kan)作是LiftPort公司(si)重獲新生(sheng)的(de)關鍵。他(ta)說:“這是一個復興計(ji)劃,重新崛起的(de)機會。我會將(jiang)自(zi)己(ji)從太(tai)空(kong)(kong)梯(ti)吸取到(dao)的(de)經驗應用于這個全新概(gai)念(nian)。”
“在(zai)開發(fa)太空梯的(de)(de)(de)過程中,我(wo)(wo)(wo)的(de)(de)(de)所(suo)有(you)資(zi)金(jin)全部來自房地產(chan),我(wo)(wo)(wo)的(de)(de)(de)需(xu)要在(zai)資(zi)金(jin)上可(ke)以得到保證(zheng)。但這(zhe)一次(ci)有(you)所(suo)不同。對于(yu)我(wo)(wo)(wo)們(men)(men)來說(shuo),建造月球(qiu)梯恰(qia)恰(qia)是(shi)讓我(wo)(wo)(wo)們(men)(men)走出(chu)財(cai)務(wu)困境的(de)(de)(de)一條途(tu)徑。”萊恩zui后表(biao)示:“我(wo)(wo)(wo)認為(wei)這(zhe)同樣(yang)是(shi)一個(ge)可(ke)以*的(de)(de)(de)項目(mu)。我(wo)(wo)(wo)們(men)(men)會(hui)在(zai)此過程中獲得新(xin)的(de)(de)(de)發(fa)現,zui終(zhong)令我(wo)(wo)(wo)們(men)(men)開發(fa)出(chu)與月球(qiu)毫不相干(gan)的(de)(de)(de)產(chan)品和(he)服務(wu)。”