天文学家提出更快更省钱的太空电梯,加速将探测器送上月球

将太空飞行器送入轨道所费不菲,科学家们因此从来没有放弃过太空电梯概念,这条捷径可以让飞行器更容易飞离地球大气层。最近一篇新论文指出,我们已能利用当今技术打造一种新型太空电梯,可将探测器抵达月球表面所需的燃料减少至目前三分之一。

太空电梯(Space elevator),又称轨道电梯,最早由俄罗斯火箭先驱康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基于1895年提出,只不过当然不是我们习以为常的按一下按钮就上升下降的电梯,而是一条缆绳,一端锚点当地面,另一端则系上平衡锤放置在同步轨道(离地心高度约3.6万
公里),用来与地心引力抗衡,而装载货物的货舱便顺着缆绳在太空与地面基站间来回移动。

然而早年,科学家找不到一种合适材料可制造出承受辐射侵蚀、刮风下雨、闪电袭击的高强度缆绳,直到近年纳米碳管问世成为关键材料,让太空电梯再度浮现机会。

英国剑桥大学天体物理学家Zephyr Penoyre、纽约哥伦比亚大学天文学家Emily Sandford两人,有别于传统的太空电梯建议锚点当地面,他们提出一条锚点在月球、将平衡锤放置当地球静止轨道的另一条太空电梯。

估计预算需数十亿美元,但火箭届时不用多次加速以甩开地球重力,只要飞抵位于静止轨道的缆绳端,货物(或太空船)转移到货舱,就可以开始利用太阳能沿着绳索爬升至月球,航程约数天或数周,但能将现有飞行器抵达月表所需的燃料量减少到当前三分之一。

这篇新论文尚未经过同行评审,但论文预印本可以在《arXiv》网站上先行阅览。

(首图为示意图,来源:Bruce Irving/Flickr CC BY 2.0)

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