未来千年新技术设想:连接地球与宇宙太空梯

2007-12-03 09:51:28| 点击:0| 评论:0| 好评:0| 坏评:0|第1页/共2页 << 上一页|下一页 >>

相关标签: 科学 | 宇宙探索 | 登月探索

侠客:tonytech18@yahoo.cn

吴再丰

  要说未来千年的新技术究竟是什么样,谁也很难说清楚,但结果肯定是火大超出我们的想象,下面我们仅就现在所能想到的做一预测。

连接地球与宇宙太空梯

  如果制造连接静止卫星与地球表面的太空梯,那么即使不用火箭也能造访静止卫星,这不就能随心所欲地进行卫星修理和旅游宇宙了吗?二个世纪50年代前苏联工程师尤利·阿尔图塔诺夫提出这个设想。这个想法在后来的科幻小说中经常出现。

  从理论上讲,太空梯并小神奇,在地球赤道的海面上建造一个平台,从静止卫星上降下一条长达10万千米的缆绳,把它锚定在平台上,随着地球同步旋转,由于旋转所产生的离心力恰好抵消了地球的引力,它便得到了一个向外的张力,于是将太空梯竖直起来,它就像你在头顶上甩动一根一头拴着小球的绳子一样。然后,用一个由激光或场提供能量的升降器在缆绳上下移动,运送乘客或货物。与地球上的公共交通工具一样,太空梯内的列车也将设置成双向对开,并在适当高度安装“站台”,以便乘客和货物上下。这些站台实际是周定在太空梯上的空间站,它们的重量包括列车的载重乃至行驶位置应该在最初设计时就考虑进去,它关系到太空梯的平衡。如果失去平衡,巨大的拉扯力是很难靠太空梯本身的强度来抵消的。事实上,即使处于完全平衡状态,按照计算,目前尚无一种能满足太空梯抗拉强度的材料,这也是太空梯构想面临的又一技术难题。据现在材料而言,理论上抗拉强度能满足太空梯需要的唯有上个世纪末发现的纳米碳管,因为它的材质比钢铁坚硬许多倍。

反物质让人类进入深空

  上个世纪末美国航天局推出了反物质发动机的初步设想。通常物质与反物质反应引起“对湮灭”现象,它们的质量全部转化为能量,所释放出的能量是现代航天飞机里使用的氢氧燃烧剂释放能量的100亿倍,是核电站里核裂变反应释放能量的1000倍,是核聚变反应释放能量的300倍。一片阿司旺林大小的反物质同物质湮灭产生的能量足以让一艘飞船巡弋几百光年,而航天飞机那么巨大的燃料箱和推进器中的燃料完全可以用100毫克的反物质代替。所以制造能量大、质量轻的反物质发动机是最佳选择。

  目前研究的反物质发动机设计方案按其湮灭方式有固体核心、气体核心、离子浆核心和粒子束核心4种。第一种湮灭是在固体核心的热交换装置内进行,产生的热量将氢推进剂加热,然后从喷口喷出,接着的两种是将反物质直接与氢推进剂发生湮灭反应,分别以磁场控制产生带电介子或离子浆,并通过对氢推进剂的加热或离子浆的喷出产生推力。最后一种是直接通过一对一的湮灭,然后以磁场控制带电介子,并把它们直接从喷口喷射出去。这种方式的优点是只需要反物质燃料,不需要推进剂,可以极大地减少飞船的负载。使用粒子束核心发动机的飞船速度可能达到116千米每秒,而70年代发射的旅行者1号和它相比简直就像只乌龟,只有17.4千米每秒。预计使用粒子束核心反物质发动机的飞船从地球到火星只需要24小时到两个星期。

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