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人类欲打造"太空电梯" 超级电缆材料成主要难题

http://www.kexue.com 2013-05-24 09:51:24 腾讯科学  发表评论

科学家称:电缆材料是太空电梯建造主要难题
艺术家对太空电梯概念的描绘

  科幻小说作家Arthur C. Clarke通过1979年所写的小说《天堂的喷泉》,向主流科学界和公众介绍了太空电梯的概念。40多年来的基本原则没有改变:太空电梯需要一根强大的电缆或者绳索,一端连接到地球,另一端连接到地球同步轨道中的一个平衡物上。太空电梯只需要火箭发射所耗能量和成本的一小部分,就能将人类和材料送入太空。而且太空电梯不需要燃烧昂贵的燃料,就能将沉重的物体运输到低地球轨道上。这是一个集空想和实用于一身的概念,而且它已经激发了科学家和大众的想象力。那么太空电梯建造了吗?

  国际太空电梯集团将在今年8月份的年会上讨论绳索链接技术。而且据传闻,太空电梯是谷歌(微博)X实验室正在开发的众多未来项目之一。但是太空电梯只存在于科幻小说中的真正原因很简单:我们还无法建造它们。洛克希德马丁公司的副主席Jim Crocker正在为美国打造下一代载人太空飞船,他说道:“太空电梯的问题在于电缆材料的强度。你必须设计一根从太空延伸到地球的电缆,而且能够上下运输东西。”

  科学家们尚未找到方法,来创造出一种既牢固又柔韧的材料作为电缆。目前有可能制造出比最结实的钢铁强壮百倍的纳米材料。但是问题在于,一旦你尝试建造的规模超过微米,纳米材料的强度和刚度就开始降低。因此在太空电梯真正建造起来之前,这种设计问题必须找到答案,从纳米尺寸转变到宏观尺寸如何让它们保持相同的性能?现在这个问题让科学家们困惑,但是Arthur C. Clarke认为太空电梯变成现实只是个时间问题。

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