在沒(mei)有大(da)氣層的空(kong)間中,天梯可以用(yong)很低(di)的成本將載荷運送到軌(gui)道
據(ju)國外媒體報道,早在(zai)19世紀晚期,就有人(ren)提出了(le)太空(kong)梯(ti)概(gai)念,雖(sui)然(ran)歷(li)經數十年研(yan)究,但太空(kong)梯(ti)描(miao)繪的(de)廉(lian)價軌道之旅的(de)遠景,可能距現實仍然(ran)遙遠。zui大(da)的(de)挑戰在(zai)于沒有人(ren)能用超(chao)輕、*度(du)碳納米(mi)管成(cheng)功造出數萬公里長的(de)纜繩。不(bu)過,美國企業家邁(mai)克爾·萊恩(en)認為,利用現有材料就可以制造從月球(qiu)表面(mian)延伸出來的(de)“月球(qiu)梯(ti)”。
對纜繩強度的要求降低
萊恩(en)表(biao)示(shi),他(ta)依舊會對基(ji)于地球(qiu)(qiu)的(de)(de)太空梯(ti)概念“投入巨(ju)資”,不過,眼(yan)下他(ta)已將(jiang)工作重心轉向月球(qiu)(qiu)梯(ti),只要(yao)從事大量(liang)研究,擁有(you)足夠資金,月球(qiu)(qiu)梯(ti)*有(you)可能在(zai)10年內建成。他(ta)在(zai)接受采訪時(shi)稱:“我提出的(de)(de)時(shi)間表(biao)尚存在(zai)疑問(wen)。我們不久便將(jiang)實現(xian)這(zhe)個(ge)夢(meng)想,或許在(zai)5到7年內。”由(you)于月球(qiu)(qiu)引力僅僅是地球(qiu)(qiu)的(de)(de)六分之一,這(zhe)可以(yi)大大降低對纜繩強(qiang)度的(de)(de)要(yao)求。現(xian)有(you)一種適于制造月球(qiu)(qiu)梯(ti)的(de)(de)材料是Zylon合成聚合物(wu),這(zhe)種材料具(ju)有(you)高強(qiang)度、高耐熱性等特點。
此外,構成(cheng)月(yue)(yue)球(qiu)梯(ti)的(de)(de)組件(jian)相(xiang)對(dui)較輕,小型火(huo)(huo)(huo)箭就能將它們發(fa)射到月(yue)(yue)球(qiu)。萊恩說:“按照月(yue)(yue)球(qiu)梯(ti)的(de)(de)物理學標準,我們似乎可(ke)以利用標準型號的(de)(de)阿*火(huo)(huo)(huo)箭和德爾(er)塔火(huo)(huo)(huo)箭發(fa)射月(yue)(yue)球(qiu)梯(ti)的(de)(de)組件(jian)。這(zhe)是(shi)一個你不必建(jian)造像(xiang)土(tu)星5號火(huo)(huo)(huo)箭這(zhe)樣(yang)龐然(ran)(ran)大物的(de)(de)重大事件(jian)。”雖然(ran)(ran)萊恩表示相(xiang)信月(yue)(yue)球(qiu)梯(ti)在5至(zhi)7年內建(jian)成(cheng)是(shi)可(ke)行的(de)(de),但(dan)在如此短的(de)(de)時間內不出任何問(wen)題,仍然(ran)(ran)是(shi)不可(ke)能完成(cheng)的(de)(de)任務。
zui大(da)的(de)(de)(de)(de)障(zhang)礙(ai)可(ke)能是如何利(li)用一個(ge)用Zylon材料(liao)建(jian)成的(de)(de)(de)(de)6立方米的(de)(de)(de)(de)結構。萊恩說(shuo):“這(zhe)確實是我們(men)面臨(lin)的(de)(de)(de)(de)zui大(da)挑戰(zhan)。”同時,建(jian)造如此復雜的(de)(de)(de)(de)系統(tong)還涉及大(da)量未知難題(ti)。萊恩說(shuo):“我過去在談起(qi)太空梯(ti)時,曾(ceng)說(shuo)我們(men)連(lian)可(ke)能遇到的(de)(de)(de)(de)問題(ti)都(dou)不清楚,更何況是答案。對(dui)于月球梯(ti)的(de)(de)(de)(de)建(jian)造來說(shuo),這(zhe)更是事實。”另(ling)一個(ge)障(zhang)礙(ai)是資(zi)金。不過,相比從(cong)地面架起(qi)的(de)(de)(de)(de)太空梯(ti),月球梯(ti)的(de)(de)(de)(de)建(jian)設(she)成本可(ke)能會(hui)少(shao)一些(xie)。
基(ji)于地(di)面的(de)太空(kong)梯(ti)基(ji)本上就(jiu)是一(yi)條長長的(de)纜繩——也許長達6.2萬(wan)英里(約合10萬(wan)公(gong)里),一(yi)端固定(ding)在(zai)(zai)地(di)球(qiu)上,另一(yi)端固定(ding)在(zai)(zai)地(di)球(qiu)同步軌(gui)道(dao)的(de)平(ping)衡物(如大衛星)上。在(zai)(zai)引(yin)力和向(xiang)心加速度(du)的(de)作用下(xia),纜繩或(huo)絲帶(dai)可以(yi)保持僵硬,小(xiao)電梯(ti)或(huo)“升降機”可以(yi)向(xiang)上移動太空(kong)梯(ti),而(er)耗費的(de)能量和費用僅是將(jiang)物體發射(she)到(dao)軌(gui)道(dao)的(de)極小(xiao)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。
萊恩說(shuo):“你可(ke)以使用作(zuo)為阿*火(huo)箭平衡(heng)(heng)物的(de)一部分。但(dan)這是(shi)非(fei)常小的(de)平衡(heng)(heng)物,也就是(shi)說(shuo),來往于月球的(de)貨物會(hui)非(fei)常小。這不像是(shi)太(tai)空(kong)梯,你將可(ke)以每(mei)周將100噸的(de)貨物送上(shang)太(tai)空(kong)。而月球梯是(shi)非(fei)常小的(de)系統,只能運(yun)輸200至250千克的(de)貨物。”
萊(lai)恩(en)舉例說(shuo),“隼鳥”號探測器的(de)(de)整個樣本(ben)回(hui)收裝系統zui近返(fan)(fan)回(hui)地球的(de)(de)小行星樣本(ben)重量只有大(da)約20千克(ke)。這(zhe)也讓萊(lai)恩(en)開始(shi)設想(xiang)月球梯的(de)(de)任務:取樣返(fan)(fan)回(hui)任務。他說(shuo):“在5到7年后或許可以實施月球取樣返(fan)(fan)回(hui)任務,我(wo)認為這(zhe)是(shi)一個相(xiang)當合理(li)的(de)(de)設想(xiang)。”萊(lai)恩(en)表示,一旦初始(shi)階段的(de)(de)月球梯投入使用(yong),我(wo)們(men)可以利用(yong)基于地球的(de)(de)太空梯的(de)(de)相(xiang)同(tong)概念,用(yong)更多絲帶去(qu)強(qiang)(qiang)化它的(de)(de)強(qiang)(qiang)度。
當(dang)然(ran),月(yue)球(qiu)梯(ti)的投入(ru)(ru)巨(ju)大,雖(sui)然(ran)*階段可(ke)能(neng)比太(tai)(tai)空(kong)梯(ti)投入(ru)(ru)少,但月(yue)球(qiu)梯(ti)的后續建造耗資巨(ju)大,相比太(tai)(tai)空(kong)梯(ti)會耗費更長時間。萊恩說:“我們對成(cheng)本(ben)(ben)尚未做出一(yi)個(ge)(ge)完整的估算(suan),但相比于阿*火(huo)箭和德爾塔火(huo)箭,這是一(yi)個(ge)(ge)合理的投入(ru)(ru)。成(cheng)本(ben)(ben)總(zong)共可(ke)能(neng)只有(you)數億(yi)美(mei)元,而不是數十億(yi)美(mei)元。”
或成前往火星的中轉站
萊恩當(dang)前已(yi)經有(you)了(le)(le)月球(qiu)梯的(de)(de)總體(ti)構想(xiang)和規劃(hua)。他(ta)說:“這(zhe)(zhe)不是去到月球(qiu)上插面旗幟(zhi),或(huo)是留個腳印,而是涉及美(mei)宇(yu)航(hang)局預算核心部(bu)分,聚(ju)焦于技術開(kai)(kai)發與(yu)基礎設施建設,保證航(hang)天探索順利進(jin)行。而這(zhe)(zhe)恰恰是我(wo)(wo)們希望通(tong)過開(kai)(kai)發月球(qiu)梯實(shi)現的(de)(de)目標(biao)。接(jie)著,我(wo)(wo)們會開(kai)(kai)始建造月球(qiu)前哨站或(huo)研究實(shi)驗室。我(wo)(wo)們提出(chu)了(le)(le)一(yi)端(duan)使用平(ping)衡物(wu)(wu),一(yi)端(duan)使用棲息地的(de)(de)構想(xiang)。如果我(wo)(wo)們可以將一(yi)組(zu)(zu)太空(kong)艙組(zu)(zu)合起來(lai),它們就構成了(le)(le)的(de)(de)平(ping)衡物(wu)(wu),這(zhe)(zhe)一(yi)定會讓人感興趣。”
“有(you)(you)人認為,如果你(ni)的(de)目標(biao)是(shi)(shi)(shi)火(huo)星,那么到月球的(de)吸引力(li)就不大了(le),也(ye)有(you)(you)許多人認為燃料(liao)庫(ku)更有(you)(you)意義。我(wo)們可能會(hui)(hui)是(shi)(shi)(shi)一(yi)些長期(qi)任務的(de)燃料(liao)庫(ku),因為我(wo)們需(xu)要這多余(yu)的(de)質量(liang)。在太空(kong)梯(ti),平衡(heng)物基本上都(dou)是(shi)(shi)(shi)死物。對于(yu)月球梯(ti)來說,它會(hui)(hui)變成(cheng)(cheng)一(yi)個工作環(huan)境。所以,有(you)(you)些人通過它去(qu)月球,有(you)(you)些人將它當作前(qian)往火(huo)星中途(tu)加(jia)油和(he)維(wei)修的(de)站點(dian)。一(yi)旦它投入使用,鑒(jian)于(yu)阿*火(huo)箭(jian)和(he)德(de)爾塔(ta)火(huo)箭(jian)的(de)成(cheng)(cheng)本,你(ni)前(qian)往月球就有(you)(you)了(le)安全可靠的(de)途(tu)徑。這將帶來巨大的(de)影響。”
萊恩(en)表示,他不希望給人留下這(zhe)樣的印象,即他和其(qi)他對這(zhe)個(ge)(ge)概(gai)念(nian)感興趣的人已將一切謀劃好了:“我(wo)們對這(zhe)個(ge)(ge)概(gai)念(nian)做了足夠的研究,知道它是可行(xing)和有趣的,可能用不了多久(jiu)就能實現,這(zhe)也是我(wo)們正在提(ti)出解決之(zhi)道的原因。”萊恩(en)和其(qi)他對太空梯感興趣的研究人員將要舉(ju)(ju)辦一系列研討會,深(shen)入(ru)探(tan)討這(zhe)個(ge)(ge)概(gai)念(nian),解答一些(xie)人提(ti)出的疑問。*個(ge)(ge)研討會于7月29日至8月1日在西雅圖(tu)舉(ju)(ju)行(xing)。
對月球梯項目寄予厚望
萊恩(en)在2003年創建了LiftPort公司(si),用于(yu)開發太空梯,但這(zhe)家一度有14名全職員(yuan)工的(de)公司(si),在2007年陷入財務危機。他將(jiang)月(yue)球(qiu)梯看作是LiftPort公司(si)重獲新生的(de)關鍵。他說:“這(zhe)是一個復興計劃,重新崛起的(de)機會(hui)。我會(hui)將(jiang)自己從(cong)太空梯吸取到的(de)經驗應(ying)用于(yu)這(zhe)個全新概念。”
“在開(kai)(kai)發(fa)太(tai)空梯(ti)的(de)(de)過(guo)程中(zhong),我(wo)(wo)(wo)的(de)(de)所有(you)資金全部(bu)來(lai)自房地產,我(wo)(wo)(wo)的(de)(de)需要在資金上可以得(de)到保證。但這一(yi)次有(you)所不同。對于我(wo)(wo)(wo)們(men)(men)來(lai)說,建造(zao)月球(qiu)梯(ti)恰恰是讓我(wo)(wo)(wo)們(men)(men)走出財務(wu)困境的(de)(de)一(yi)條途徑。”萊恩(en)zui后(hou)表示:“我(wo)(wo)(wo)認為這同樣是一(yi)個可以*的(de)(de)項目(mu)。我(wo)(wo)(wo)們(men)(men)會在此過(guo)程中(zhong)獲(huo)得(de)新的(de)(de)發(fa)現(xian),zui終令(ling)我(wo)(wo)(wo)們(men)(men)開(kai)(kai)發(fa)出與月球(qiu)毫不相干的(de)(de)產品(pin)和服務(wu)。”