碳纳米制成太空梯,本文主要内容关键词为:纳米论文,太空论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
时间已经进入21世纪,科学家预测,人类十五年内可望竖起第一架太空梯,实现上天揽月、太空观光的梦想。
从理论上讲,太空梯并不神奇,在地球赤道的海面上建造一个平台,用飞船放下一条长达10万公里的绳索,把它锚定在平台上,随着地球一起旋转,由于旋转所产生的离心力刚好抵消了地球的吸引力,它便得到了一个向外的张力,于是,太空梯就从地球到太空连结起来。它就像在你的头顶上甩动一根一头拴着小球的绳子一样。然后,用一个由激光提供能量的爬升器在缆绳上上下下移动,运送飞船、建筑材料甚至乘客。
这要求建造太空梯的材料异常坚固又要异常轻巧,还要能抵抗任何腐蚀。为了能够得到曾经被认为“无法得到”的材料,科学家们足足等了几十年,直到1991年NEC公司的日本科学家饭岛住男发现了叫做纳米管的材料,事情才有了转机。科学家们进一步的研究发现了碳纳米管有意想不到的性质,它比钢坚硬100倍,重量却只有钢的五分之一。现在碳纳米管已经走进实验室,进入了实用阶段,用它制成合成物,至少在理论上解决了太空梯的材料问题。
如何制造太空梯?
科学家们设想,先把一个携带太空梯半成品的飞船或者航天飞机发射到和地球同步的静止卫星所在的轨道上,使其和地球同步飞行。然后把这个半成品的太空梯从飞船上放下来,落到在赤道海面上的平台上。这个平台类似一般的海上发射卫星或飞船的平台。把半成品的太空梯锚定在平台上,然后,飞船就漂浮在上面。接着再用一个由激光束提供能量的爬升器在这个太空梯的半成品上上下下移动,把其他建造太空梯的缆绳拧在这个太空梯半成品上,进一步建造太空梯,大约需要两年半的时间。这样太空梯才最后建成。
建成这个爬升器就可以沿着太空梯把物资、成吨重的卫星甚至人缓缓运送到距离地面36000公里的近地轨道上,时间大约需要七天半左右,回来也大约需要这么长的时间。进一步还可以建造通向月亮、甚至火星的行星际太空梯,到那时,人类实现在太阳系里遨游就不是什么难事,而且价格低廉。
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●纳米科学技术是21世纪科技发展的主流之一。纳米科学是研究在千万分之一米(10[-8])到亿分之一米(10[-9]米)内,原子、分子和其它类型物质的运动和变化的学问;同时在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工又被称为纳米技术。
●阿瑟·C·克拉克:1917年生,英格兰人,自小对尖端科学极感兴趣,天文学及太空科学尤其是他的最爱。1950年出版科普处女作《行星际飞行》,次年又出版《太空探索》,这两本书使他成为提倡太空旅行的权威。长久以来,他对许多政府的科学决策都很有影响力,早在1945年的《地球外的转播》这篇文章中倡导同步通讯卫星而成为这个科技领域的先知。身为科幻作家,克拉克享有极高的声誉,他曾获得三次雨果奖与三次星云奖,两者皆是科幻文坛的最高荣誉。包括1986年,以终身成就所荣获的星云科幻大师奖。