基本介紹
- 中文名：月球天梯
- 階段：研製中
概述,設計創意,功能原理,實施方案,太空競賽,
概述
月球天梯，使用一根繩子連線地球和太空飛行器，人們乘坐太空電梯上下穿梭——1895年，俄羅斯科學家首次提出太空梯概念。歷經上百年研究，將於2010年8月12日在美國華盛頓召開的“國際天梯大會”，國企業家麥可·萊恩表示準備另闢蹊徑，在10年內建成從月球通向太空的“月球天梯”。
設計創意
你也許會覺得皮爾遜的想法過於瘋狂，但美國宇航局的“先進概念研究所”卻不這么認為。這家獨立機構就資助皮爾遜7.5萬美元用於設計其“月球天梯”。其實皮爾遜的“天梯”構想只是研究所全力支持的12個極具創意的“科學點子”之一，他們的目的就是要讓很“酷”的想法轉化為現實可行的計畫。贊助計畫的名字就很耐人尋味：不要讓今日事實妨礙先進理論成長。
有時候，一些擁有很棒想法的人並不知道美國宇航局的人也對它們產生濃厚興趣，研究所高級科學顧問羅恩·特納說，我們試圖打入整個科學圈子，以便資助那些具有革命性的新概念，對我們來說培一詞非常重要，我們就是要為宇航局的科學家介紹那些頭髮長長、腳蹬拖鞋的教授和他們的奇思妙想。據“先進概念研究所”財務負責人介紹，該機構每年投入300萬美元資助一些前衛而又充滿創意的想法作為一期項目，平均每項獲得資金為7.5萬美元。舉例說維吉尼亞科技公司太空工程師克雷格·伍爾西希望設計一種滑翔機，能適應在諸如金星和土衛六等大氣密度高的空間環境中飛行。北卡羅來納州立大學植物學家溫迪·博斯和微生物學家埃米·格倫登則用他們所得到的7.5萬美元贊助資金培育適合在太空中生長的植物。他們在植物體內注入生長在地球極度寒冷、炎熱或者劇毒、高輻射、缺水缺氧地區的“嗜極”生物體內組織基因，以使植物擁有“堅強”的特性。
功能原理
1、麥可·萊恩在2003年成立了LiftPort公司，投入巨資研究從地球通往太空的天梯。太空梯基本上就是一條長長的纜繩---一端固定在地球上，另一端固定在地球同步軌道的平衡物(如大衛星)上。
2、在引力和向心加速度的相互作用下，纜繩被繃緊，太空梯將利用太陽能或雷射能沿纜繩上下運動。在正常情況下，太空梯可以一次運送30名乘客，在6個小時內抵達10萬公里外的太空，每磅貨物運輸成本不過數百美元，而運載火箭的每磅成本高達7000美元。一旦建成，目前地球上運程最長、達800多米的杜拜塔電梯無疑將被遠遠甩入塵埃。
實施方案
1、這一計畫受到了美國宇航局的高度重視，然而在2007年卻陷入財政危機，主要原因是製造纜繩的成本過高。人類目前已經擁有製造天梯纜繩的材料，那就是在1991年發明的碳納米繩。直徑1毫米的碳納米繩可以承載60噸重量，然而這種材料每克價值500美元，要製造一條10萬公里長的纜繩，超過任何機構的財力。
2、眼下他的工作重心轉向月球梯。由於月球引力僅僅是地球的1/6，這可以大大降低對纜繩強度的要求。萊恩稱，目前日本生產的“柴隆(Zylon)”複合纖維，成本相對較低，強度和耐熱性完全滿足製造月球梯的要求。這種材料已經普遍套用於防彈衣製造中。此外構成月球梯的組件相對較輕，小型火箭就能將它們發射到月球。萊恩自信地表示，“在5到7年內，我們將實現‘月球梯’夢想。”
3、月球梯至少需要長達5萬公里的纜繩，以月球可見區域中心為基點伸向地球。在地球和月球之間，存在若干“拉格朗日點”，它們與地球和月球的相對位置是基本不變的。月球梯將穿越“拉格朗日點”，向地球方向延伸。在一些更長遠的構想中，地球上的太空梯建好後將和月球梯連成一體，人們經過幾次換乘，可以方便地抵達月球。
4、不過萊恩表示月球梯不像是基於地球的太空梯，它將是一個較小的系統，只能運輸200至250千克的貨物，預計最先將用於在月球採集礦石標本。但它將加速人們對月球的開發，使月球成為人們前往火星和太空更深處的基地。
太空競賽
1、月球梯的投入巨大，後期建設也會耗費更長時間。不過萊恩認為，月球梯項目有廣闊的前景，“這不是去到月球上插面旗幟，或是留個腳印，而是涉及到美宇航局預算核心部分，聚焦於技術開發與基礎設施建設，保證航天探索順利進行。”
2、實際上美國宇航局近年來確實非常重視太空梯項目，已將建設太空梯列為了“百年挑戰”計畫的首個項目，每年舉行機器人攀爬纜繩和測試纜繩強度兩項賽事，在2009年的競賽中，美國一家機構成功使用雷射能將機器人沿繩索送到900米的高度，取得年度大獎。中國和日本也對高強度纖維材料表現出特殊興趣，有可能先於美國造出太空梯，美國不能輸掉這場比賽。
3、在2010年8月12日召開的大會上，美國宇航局將與眾多機構舉行新的太空梯比賽。本屆大會的主題是“如何避免天梯被太空垃圾損壞”，美國媒體評論稱，議題設定如此細緻，體現了航天界對建設天梯的信心。在月球建天梯是一個不錯的創意，但是在月球和太空間運送物資，實際意義不如在地球和太空間運送物資大，而且登月的成本極高，10年建成月球天梯的說法有些過於樂觀。建設天梯的想法曾被視為天方夜譚，但隨著航天和材料技術的進步，美、俄、歐洲、日本都在進行相關研究，人類有望在本世紀克服所有技術障礙，建成天梯。
