美公司擬造月球太空梯有望十年內(nèi)成真
北京時(shí)間8月2日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)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(jià)軌道之旅的遠(yuǎn)景，可能距現(xiàn)實(shí)仍然遙遠(yuǎn)。最大的挑戰(zhàn)在于沒(méi)有人能用超輕、超強(qiáng)度碳納米管成功造出數(shù)萬(wàn)公里長(zhǎng)的纜繩。不過(guò)，美國(guó)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(lái)的“月球梯”。
對(duì)纜繩強(qiáng)度的要求降低
萊恩表示，他依舊會(huì)對(duì)基于地球的太空梯概念“投入巨資”，不過(guò)，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(shí)稱(chēng)：“我提出的時(shí)間表尚存在疑問(wèn)。我們不久便將實(shí)現(xiàn)這個(gè)夢(mèng)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(duì)纜繩強(qiáng)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(qiáng)度、高耐熱性等特點(diǎn)。
此外，構(gòu)成月球梯的組件相對(duì)較輕，小型火箭就能將它們發(fā)射到月球。萊恩說(shuō)：“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(hào)的阿特拉斯火箭和德?tīng)査鸺l(fā)射月球梯的組件。這是一個(gè)你不必建造像土星5號(hào)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(shí)間內(nèi)不出任何問(wèn)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(gè)用Zylon材料建成的6立方米的結(jié)構(gòu)。萊恩說(shuō)：“這確實(shí)是我們面臨的最大挑戰(zhàn)。”同時(shí)，建造如此復(fù)雜的系統(tǒng)還涉及到大量未知難題。萊恩說(shuō)：“我過(guò)去在談起太空梯時(shí)，曾說(shuō)我們連可能遇到的問(wèn)題都不清楚，更何況是答案。對(duì)于月球梯的建造來(lái)說(shuō)，這更是事實(shí)。”另一個(gè)障礙是資金。不過(guò)，相比從地面架起的太空梯，月球梯的建設(shè)成本可能會(huì)少一些。
基于地面的太空梯基本上就是一條長(zhǎng)長(zhǎng)的纜繩——也許長(zhǎng)達(dá)6.2萬(wàn)英里(約合10萬(wàn)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(jī)”可以向上移動(dòng)太空梯，而耗費(fèi)的能量和費(fèi)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(diǎn)
一旦太空梯建造完成，利用其向軌道運(yùn)送貨物的成本約為每磅數(shù)百美元，相比之下，用航天飛機(jī)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(zhǎng)達(dá)3.1萬(wàn)英里(約合5萬(wàn)公里)的絲帶，以月球上可見(jiàn)區(qū)域中心位置附近為基點(diǎn)，穿越地月系拉格朗日L1點(diǎn)。小型阿特拉斯火箭和德?tīng)査鸺梢詫⒔M件發(fā)送至地月系拉格朗日L1點(diǎn)，然后以這個(gè)點(diǎn)為軸，分別將Zylong緞帶向地球和月球兩個(gè)方面延伸。
萊恩說(shuō)：“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(shuō)，來(lái)往于月球的貨物會(huì)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(yùn)輸200至250千克的貨物。”
萊恩舉例說(shuō)，日本“隼鳥(niǎo)”號(hào)探測(cè)器的整個(gè)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(kāi)始設(shè)想月球梯的首次任務(wù)：取樣返回任務(wù)。他說(shuō)：“在5到7年后或許可以實(shí)施月球取樣返回任務(wù)，我認(rèn)為這是一個(gè)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(qiáng)化它的強(qiáng)度。