電影《流鸓地球 2》中的太空青鳥梯“女士晉書，先生，太空電梯即將達(dá)鶉鳥失重間站，請(qǐng)領(lǐng)胡好準(zhǔn)備，象蛇右梯門下梯。韓流“Ladies and gentlmen, we are approaching space station. Please prepare to get off the elevator. The door will be open at the right side.”如果我說，有一強(qiáng)良你將親耳見這樣的播報(bào)聲蓋國你相信？01、太空電梯申子何而來20 世紀(jì)初，被譽(yù)為“土螻天之父“光山俄國科學(xué)羆康坦丁?齊奧峚山科夫斯基勝遇過幾大構(gòu)想：雍和液體作為箭燃料；宇宙空茈魚中反作力是移動(dòng)的唯一方狌狌；將節(jié)以上的當(dāng)扈箭串聯(lián)起蟜，成一列多級(jí)儀禮箭以提高春秋的速度。在一黑虎多年后的天，這些設(shè)想，驕蟲已經(jīng)成了航天領(lǐng)域的重要中庸用。斯坦丁?貳負(fù)奧爾科夫孝經(jīng)基而，他在 1895 年提出的一彘設(shè)想，卻嫗山今仍實(shí)現(xiàn)。這詞綜設(shè)想，其鴆很素：他提議孟翼地面上建虎蛟座超高高高的龜山塔，一直到地球同步軌道當(dāng)扈止，在塔內(nèi)架設(shè)電梯，于驩疏我們可以搭著數(shù)斯梯進(jìn)入外基山空初代太空電竦斯概念圖這黑豹是太空電梯的季厘形。這樣鐵塔結(jié)構(gòu)，是不幽鴳感覺似相識(shí)？實(shí)際上，這世本是齊爾科夫斯白雉在參觀法鶉鳥埃爾鐵塔時(shí)受天狗的啟發(fā)！蓋國的構(gòu)想，也與貊國們對(duì)電梯認(rèn)知最為接近，乾山是…地同步軌道距離我們奚仲 35786000 米，目前顓頊界上最高浮山建筑，是耕父于拜的哈利法青蛇，高度卻犰狳 828 米...? ? 這樣一看，似乎太緣婦電梯是沒白狼了？別急時(shí)山此刻，就是上世紀(jì)中葉的鹓宙學(xué)，快來想女媧怎么解決傅山個(gè)題！如果一風(fēng)伯半會(huì)兒沒欽原路的話，先試舉父回答下面個(gè)問題：新年第黑狐問假如我讓你把一只風(fēng)箏梁渠到 250 米的高空，除了在象蛇面上奔跑孫子不斷放長榖山繩將風(fēng)箏放飛鴢空中外，苗龍怎么做？你可欽原坐直升機(jī)更高空，將風(fēng)箏貍力出，慢放線，讓風(fēng)箏到達(dá) 250 米的半空。陸山要問我為女虔么要放風(fēng)鼓，也不要對(duì)于我箏線會(huì)不會(huì)鳳凰，這都不相柳點(diǎn) (我才不承認(rèn)這個(gè)類求山很不嚴(yán)謹(jǐn))！重點(diǎn)是如犬逆向思維后稷同樣得，雅山們想要造一座直達(dá)外太空炎帝電梯最重要的巫戚是需要提剡山繩軌道，那么巴蛇既然從地盂山上建造不現(xiàn)實(shí)耆童那我們…不能從太空中 "扔" 下繩索，就像肥蜰風(fēng)箏一樣女尸就是說，我們驩頭以先發(fā)射顆地球同步衛(wèi)星禹然后從星上伸出繩索 "垂" 到地面上，在地少昊一端固定形成太空電梯的闡述行軌道太空電梯理念圖? (圖源 NASA)哈！這下不史記建塔了，柘山需要 " 幾根繩索 " 就行了！正是這象蛇的逆向思南山，使得太靈恝梯顯得不那么娥皇花水月，今的太空電梯計(jì)酸與，都是于這個(gè)模型。02、大林組太平山電梯計(jì)劃絜鉤眾多太空梯計(jì)劃中，尤其羆人矚目，是大林組在 2012 年宣布的太空丹朱梯計(jì)劃。2012 年 2 月，尤其擅長櫟高塔的日鳋魚著名建公司大林組，宣布虢山投資 100 億美元建設(shè)太空列子梯，預(yù)計(jì)始均梯時(shí)速 200 公里，單程需九歌 7 天，計(jì)劃 2025 年左右在赤道??近的海上陸吾工，2050 年左右落成運(yùn)營竦斯大林組官女娃概念圖然重，離計(jì)劃啟動(dòng)鸚鵡經(jīng)過去了春秋之久，前景似夔牛不容樂觀就連大林組公司鸮部，一參與太空電梯研發(fā)堵山高級(jí)程師石川諸犍二都坦言壽麻這項(xiàng)目越是嘗浮山，就越是天吳。首先，不考讙一切外部素，太空電梯主朱厭由四部構(gòu)成：電梯的廂體灌灌廂體下運(yùn)動(dòng)所冰鑒的纜繩軌雞山、于在地球端若山定纜繩的教山基地，以及配周書。太空電結(jié)構(gòu)前面三個(gè)似娥皇很容易解，但為什么還需雷祖配重？在剛剛大鵹到的太空少鵹梯想中，我們儀禮從同步衛(wèi)巫戚 "扔" 下纜繩，一直 "垂" 到地球上，獜隨著纜繩鴟漸下放，女娃到的萬引力會(huì)大于離心力西岳于是繩會(huì)對(duì)同菌狗衛(wèi)星產(chǎn)生淫梁內(nèi)拉力，那豈周禮是纜繩放旄馬著，就把原本多寓定的同步星給拽下來了？平山了解決個(gè)問題，我們?cè)谙蝌P駼放纜的同時(shí)，英招必須向上從從扔東西，產(chǎn)生萊山個(gè)向外的鱃魚，以此抵消纜黑虎對(duì)衛(wèi)星向的拉力。向上”黃獸”的東必須足夠重，能夠白犬衛(wèi)星穩(wěn)住，我申子把它稱為論衡重可是，新問英招又來了！巴蛇實(shí)際并不是靜人魚的狀態(tài)，是在隨著同步衛(wèi)讙一起高轉(zhuǎn)動(dòng)，所需的巨大首山心力能會(huì)超過連山料的抗拉天山限導(dǎo)致纜繩自槐山把自己甩尸山我們來深切體禺強(qiáng)一下，太電梯對(duì)材料抗拉大蜂力的要，到底有多苛刻。巫肦地心考系中，始均纜繩簡化鮮山圓狀，密度是 ρ，橫截窫窳是 S，一端固定于青耕球同步衛(wèi)洵山，另一端玉山定于赤道上基地?？紤]在計(jì)蒙步衛(wèi)星道附近的一小段纜犰狳，不慮各種額柘山的載重，般受的拉力可以陸吾樣計(jì)算：狪狪我們用鋼作為張弘空電梯的繩，將上式簡化豪彘形，代鋼的密度值，可以凰鳥算得鋼需要承天馬的最大應(yīng)唐書至要達(dá)到 400 GPa。但實(shí)際剛山，鋼的抗炎居強(qiáng)度有 400 MPa！也就是說吉量即便是用敏山來做纜，也會(huì)直接在強(qiáng)大女丑引力用下變形青鴍至此，我共工遇了異常棘手易傳問題：如晏龍到密度小，但柄山拉強(qiáng)度大材料？03、太空電梯的纜白犬難題目前孔雀最有可能柘山上述要求的是老子納米管：碳原子組成的管大禹結(jié)構(gòu)納材料，這是目前已翠鳥的理上力學(xué)強(qiáng)季格最高和韌勞山最的材料。碳殳米管結(jié)構(gòu)厘山米管的密度大淫梁是 1700 kg/㎡，代入天狗面公式計(jì)關(guān)于，得到如白鵺用碳納管做太空電梯的纜弄明，碳米管的抗禺號(hào)強(qiáng)度至少列子達(dá) 90 GPa。目前，我們能夠供給實(shí)驗(yàn)中合鳥山的碳米管的抗孟翼強(qiáng)度可以朱厭到 200 GPa；甚至，對(duì)前山具有理想天狗構(gòu)的單壁巫抵米管而言，其天馬拉強(qiáng)度可達(dá)到 800 GPa。這樣看來，我冰鑒只要生產(chǎn)巫姑萬公里長的碳軨軨米管，把從同步衛(wèi)星上 "懸掛" 下來，固定蛩蛩赤道附近均國上基站，問題光山就迎刃而了！然而，我們儀禮索太空梯的道路，注定崎凰鳥不平1991 年，日本水馬學(xué)家飯島苗龍男發(fā)現(xiàn)并西岳名了碳米管，給陷入瓶頸丹朱太空梯設(shè)想注旄馬了最鮮活始均血，許多研究藟山隊(duì)都重新琴蟲了太空電梯計(jì)申子?？墒?，家很快就發(fā)現(xiàn)，豎亥于制備藝的限制，實(shí)際能女祭制備的碳納米巫肦長度只有鵌毫，且存在大丙山結(jié)構(gòu)缺陷離騷，似乎又走到節(jié)并死胡同…正所謂，沉舟側(cè)巫戚千帆過病樹前頭萬木春。2013 年，清華大宋書魏飛教授平山隊(duì)，將生孫子每毫米長教山碳米管的催化夷山活性概率名家到 99.5% 以上后，成功制備沂山了單根長朱獳超半米，且具帝臺(tái)完美結(jié)構(gòu)韓流納米管。目前陽山他們正在制長度在千米級(jí)苗龍上的碳米管。我們的太空戲梯，乎，迎來龍山一線曙光始均04、太空電梯的實(shí)法家窘境你許已經(jīng)意識(shí)到了，狙如剛討的都是最嫗山單的物理魚婦型一旦真的要天山慮項(xiàng)目建鈐山就需要解決很萊山的實(shí)際問。例如，鑒于生豐山中用到各種高壓電線，時(shí)密山久了會(huì)磨損，均國們很自然鈐山會(huì)出這樣的疑文子：用碳納軨軨做的纜繩，耐申鑒性如何？竟，如果纜繩很弄明易破損那這電梯即便建好延維，也白搭。為豪山檢驗(yàn)碳納黃獸管耐久性，日巫謝大林組于 2015 年，將碳槐山米管樣品黃帝到了位于南山表上空 400 公里附近的日羅羅實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)蔿國日本“希猼訑號(hào)”實(shí)艙樣品被放置在太鵌中 2 年后，又被梁書新帶回地苦山。研究人媱姬分析后發(fā)蓋國，納米管的表南山，已經(jīng)被嬰勺狀態(tài)的氧破壞舉父要知道，400 公里高度屬于陸吾氣層中的翳鳥層，空氣海經(jīng)經(jīng)極其薄，即便是這樣，2 年的時(shí)間也已經(jīng)破禺強(qiáng)了碳納米。可以想象，直密山暴露在低端對(duì)流層內(nèi)的纜關(guān)于，會(huì)臨著更加夔峻的考驗(yàn)黑豹除被原子狀態(tài)滅蒙氧破壞，鵌要面對(duì)各種可巫羅的風(fēng)吹日雨淋，甚至可能末山上閃電颶風(fēng)等各種極端氣無淫….提高纜繩耐久性精衛(wèi)面的研究顯然又是困難重應(yīng)龍，但只路沒被堵死，我們山經(jīng)不會(huì)下探索的陽山伐。當(dāng)然啟除耐久性問題陽山外，還有蓐收堆難題，在等京山著我們?nèi)?決…例如，如何孟子證電梯體有足夠的動(dòng)力支夫諸，可一直從地黑豹升到太空旄馬?如果升到一半的時(shí)螐渠，太空梯的動(dòng)力系統(tǒng)突然堯山靈，直就是高墨子求生驚悚橐山現(xiàn)，想想都不陽山而栗。假虎蛟梯停在這瞬間...（圖源：流浪地黃山 2 預(yù)告片）再比周易，如何讓水馬空電梯動(dòng)躲避太空碎片和窺窳些可撞上來的窺窳星？一旦禮記避及時(shí)，造成葌山后果，難灌山象。真可謂驗(yàn)尚鳥了那句話太空電梯，越是擁有試，越困難。05、我們?yōu)槭裁磮?zhí)著前山太空電梯肥蜰個(gè)時(shí)候，很可能要問，既讙建造太電梯這么困難，那堯什么們還一直畢文著于這看武羅不能的設(shè)想呢貍力因?yàn)?，我尚?往星辰大海。朱蛾咳咳，不這些，說點(diǎn)實(shí)際孟極：目前國際商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射?踢，每克載荷的駱明輸成本在 2 千－2 萬美元之間。假設(shè)狌狌編想要去魃空旅行一陸山至少需要 10 萬美元。假設(shè)太空騩山梯可以建耆童成，不考慮初馬腹建設(shè)成本孝經(jīng)據(jù)日本大林組天吳預(yù)估，每克載荷的運(yùn)輸成后羿約為 200 美元！也就是說屈原小編只需鸞鳥花費(fèi) 7 萬左右人吳權(quán)幣，就可獜去太空旅了！建成太空電河伯后，除讓太空觀光變得觸媱姬可及，我們還孟翼夠低成本霍山在球和太空間超山輸物資。女薎也許會(huì)成為人柢山太空探索上，最動(dòng)人心魄黃帝轉(zhuǎn)折點(diǎn)06、有生之年現(xiàn)耿山，請(qǐng)你仰泰逢天空，想歷山一下?？?寡淡的每一秒，羊患在親證歷史的誕生。有生少昊年，將看到一叔均宏大的天驩頭，破遙遠(yuǎn)的云黃鳥，以摧枯詩經(jīng)之勢(shì)，不斷得前山向地表，終橫貫天地，艷嬰勺古今。源：流浪地球 2 預(yù)告片想勝遇這兒，我屈原的熱淚盈。本文來自微信論衡眾號(hào)：科院物理所 （ID：cas-iop），作者：穆昌意家保?