21世纪20年代初长达12年之久的全球能源危机造就了钢弹“轨道电梯”

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石器时代结束不是因为缺少石头。

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太空电梯材料验证新进展，大林组设法防止CNT受损
2021年10月12日 海洋宇宙

日本建筑商大林组为实现从地球向太空运送人员和物资的“太空电梯”，目前正在验证使用的缆绳材料。此前已确认碳纳米管（CNT）长期置于大气层中会受到损伤，因此目前正在验证利用金属和硅保护CNT表面的的技术，预计2021年内就能获得结果。如果确认不会受损，那么使用CNT材料便有了眉目，距离目前提出的“2050年投入运行”的目标就会更近一步。

太空电梯的设想是利用长9.6万公里的缆绳连接地球和太空。带轮子的轿厢（Climber）升降机，将沿着穿过大气层的缆绳运送物资和人员。

实现太空电梯的最重要因素之一是缆绳材料的选择。候选材料是强度约为钢铁数十倍的CNT。即使需要支撑9.6万公里的长度，也只需厚1.38毫米、宽4.8厘米的CNT缆绳。

自2015年以来，大林组一直在验证将CNT放置在太空中1～2年的影响。2018年发现，在国际空间站（ISS）的日本实验舱“希望号”所在的地表上空400公里附近，CNT会被原子状态的氧破坏。

另外还发现，CNT不受辐射的影响。由于原子状态的氧仅存在于地表上空约500公里内的大气层中，因此大林组的高级总工程师石川洋二指出：“在更高处使用CNT则没有问题。”

为了确保CNT能够在大气层中使用，大林组目前正在调查使用金属和硅保护表面的CNT置于大气层中的情况。金属的特点是保护性能较高，而硅的特点是重量较轻。大林组正在确认损坏的程度，以便判断哪种材料更适合用于太空电梯。

为了实现太空电梯的建设，就必须解决开发超长CNT等课题，大林组公关室表示“日程非常紧张”。但是，2012年发布的太空电梯计划并没有改变。按照计划，首先将建造用在地面上的固定缆绳，最终由此建造往返于地球和太空的升降点基地。预计2025年后在赤道附近的海上开始动工建设。

太空缆绳预计从2030年开始建造，为期大约19年。太空电梯将从重力和离心力相互平衡的3.6万公里处开始上升。首先将发射宇宙飞船铺设作为基础的第一批9.6万公里的缆绳。然后，将用于建设的小型电梯从地球升空，加固缆绳。

完成缆绳的建设后，将用大约1年的时间建设宇宙空间站，最快的目标是2050年投入运行。将升降机安装到缆绳上后，利用电能以时速200公里的速度移动。升降机是由直径7.2米的6节轿厢组成，总长度为144米，定员30人。

由于移动的距离太长，利用电池驱动电梯比较困难。将利用“太空光伏发电”技术，即利用太空中铺设的光伏电池板发电，然后利用电磁波向远方传输电力。因为在太空中不会受到季节和天气的影响，所以可以24小时持续发电。

太空旅行将变得简单

太空电梯的设想最早是俄罗斯的一位科学家于19世纪提出的。1960年，前苏联的一名学生提出了从3.6万公里的高空向地球修建铁塔的想法。

太空电梯的设想与未来前景
1960年        前苏联的一名学生提出从3.6万公里的高空向地球修建铁塔
1991年        就职于NEC的饭岛澄男发现碳纳米管（CNT）。太空电梯将其作为缆绳的候选材料
2012年        大林组发布太空电梯设想
2015年        大林组开始评估将CNT长期置于太空中的影响
2025年以后        开始建设太空电梯
2050年以后        开始运行太空电梯


太空电梯的魅力之一是可以削减运输成本。建设费用预计约为10万亿日元，但建成后可以高效大量运输。大林组的高级总工程师石川介绍说：“（利用太空电梯）每公斤物资的运输成本为数万日元，远远低于目前运输成本约为100万日元的火箭等”。

作为用途，备受期待的是为期2～6周的太空旅行。在3.6万公里之外的空间站，可以完成在地球上不可能完成的动作，例如在无重力的环境下连续翻筋斗等，还可以遥望地球和无数的星星。

利用太空电梯与地球同步自转的特点，还可以运用掷链球的要领，将宇宙飞船和物资等运送到其他行星上。从距离地面5.7万公里的高处投掷可以进入火星轨道，从9.6万公里处投掷可以进入木星和小行星的轨道，这将有望加速探索和利用太空资源成为可能。

目前，海外也在致力于太空电梯的建设。美国的研究人员等组成了联盟，正在推进开发。

日文：大越优树、《日经产业新闻》

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俄罗斯专家提出建“太空电梯”，时速200公里，助建地月空间基地

上官观察
2022-02-10 14:43


俄专家提出建“太空电梯”，时速200公里，助打造地月空间基地

我们的国家在每一个领域的发展速度都是很快的，尤其是在航空航天这一块的发展的速度让世界的人们都对我们的国家投来了称赞的目光。



探索宇宙星辰是很多个国家都在尝试做的事，这也是国家实力的一部分。我想问问各位小伙伴，小时候抬头看天空有没有对天空有很多的幻想，或者是看科幻类的电影，有没有勾起对太空科技的想象呢？

我想很多的小伙伴可能都会说有，以前觉得可能的事，但是在我们国家的发展下，可能那些让我们有很大感受到科幻场景有了变成现实的可能。


我们很熟悉的星球月球的资源是很丰富的，因此我们的国家有在月球建立基地的设想，要让月球的经济产生效益，那么如何将月球和地球之间有效的连接上就成了我们需要考虑的问题。

使用传统的火箭可能是不太现实的，因为发射的成本太高还需要考虑使用的效率，能够承载的重量，而且地球的自转的周期和月球的周期这些都很难全部考虑进去。



但是如果要实现月球基地的收益，这个如何运输的问题是必须要解决的。那么我们该怎样去解决这里运输问题呢？俄罗斯的专家提出了建立“太空电梯”，它的最高时速将达到200公里，助力我们打造地月空间基地。

它的设想是通过一种强度很高、韧度也很高的缆绳通过在地球表面建立的基座，将要航天荷载送入距离地球3.6万千米的“静止”太空站，这个太空站的静止设想是随着电梯高度的不断升高，内部的重力也逐渐降低。



当货物随着电梯到达终点站时，其自身的速度就已经能维持绕地球的同步轨道运动了，因此同步轨道站点处于完全失重的状态。预计这个“电梯”的长度将在10万千米左右，将很大的缩短发射的成本。

关键部件之一的缆绳预计会采用清华大学研究的碳纳米管了，它的性能十分的强，可以承受的压力高达60吨，强度上是钢铁的276倍，这么优越的性能自然让它成为缆绳的最好的选择了。



在速度上它每个小时的速度将达到200千米，采用电磁的原理以及燃料两者结合起来为太空电梯提供动力，我们的国家预计30年完成对它的建设，到那时它将担任空间的运输工作，也是我们的国家在航天建设上的突破。

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https://youtu.be/ohkL8NegZWs what if