揽胜国际娱乐安全吗·长10万公里,强度是钢铁276倍,太空电梯必将在我国率先升空

  发布日期:  2020-01-02 12:52:52    

揽胜国际娱乐安全吗·长10万公里,强度是钢铁276倍,太空电梯必将在我国率先升空

揽胜国际娱乐安全吗,自三峡大坝以来我国在基础设施建设领域就有了“基建狂魔”的美誉,常年保持高速公路、高速铁路新开通运营里程世界之最、世界十大最长桥梁我们有六座、世界十大水电工程有半数以上在我国,还有全球每年一半高层建筑也都在中国完工,我们为什么如此痴迷于基建?

矮寨大桥

不是为了建而建,主要是因为我们疆域十分广大、人口世界第一,因此产生了天量的基建需求。所谓基建狂魔不过是老外重新认识我们打上的一个新标签,事实上这种天赋异禀早已贯穿于中华上下五千年发展史中。比如,纵横大江南北的驰道、万里长城、数千年前建设使用至今的都江堰等等,不胜枚举。

如今地球已经无法满足基建狂魔的建设需求,我们已经做好准备要在太空干一票大的。62年前人类第一颗人造卫星斯普特尼克一号发射入轨,正式开启航天探索大门,然而半个多世纪以来人类进入太空的方法至今没有什么变化,化学燃料火箭仍是主力。

联盟号运载火箭

进入21世纪以来民营航天在大洋彼岸率先开花结果,诞生了猎鹰9号、重型猎鹰两款部分重复使用运载火箭,最大限度降低了航天器入轨发射成本,然而这仍然是治标不治本。什么时候我们进入太空可以像搭乘民航班机一样低廉便捷?

目前人类在轨卫星规模已有2000余颗,再有不到两个月时间我们将迎来21世纪的第三个十年,世界航天也将迎来一轮爆发式增长。在天基互联网、天基物联网、天基遥感等应用需求刺激下,各国计划发射卫星总规模将是以“万”为单位计算,航天器入轨规模、质量都与昔日不可同日而语,唯有革新入轨方式才能满足人类日益增长的航天需求。

接下来十年将有数以万计的卫星发射入轨

尤其是近两年我国科学家率先提出开发建设地月空间经济区的全新概念,该经济区主要包括近地轨道空间、地月转移轨道空间、月球引力空间三大空间领域,载人月面考察站、太空电站、空间在轨加工工厂等多型大规模综合航天工程将纷纷上马,其入轨难度、入轨规模将陆续创造一个又一个世界之最。

如何将这些动辄数十吨、数百吨、乃至成千上万吨的航天载荷送入轨道?依靠传统火箭必然会带来飙升的成本,从能量消耗角度考虑,从地面出发随着轨道高度增加运输难度会持续增加,但到达距离地球约3.6万公里的静止轨道高度后,引力数值出现拐点,运输难度会骤然下降,如果能在地球静止轨道设置中转站以承接更远深空的航天器运输需求,人类就能在广袤的地月空间干更多工作。

静止轨道视角看地球

坐着电梯上太空一直是人类梦寐以求的入轨方式,传统运载火箭为了克服强大的地球引力,从来不是直升式入轨,而是以弹道轨迹基于更高的入轨速度切入地球轨道。太空电梯也不是传统的刚性连接电梯,而是一种柔性连接电梯,普通近地轨道或者其他轨道都难以部署太空电梯,因为这种电梯需要与地球自转角速度保持同步,也就只有地球静止轨道可以满足需求。

太空电梯的具体实施方案是向地球同步轨道发射一座大型太空站,尔后通过太空站释放缆绳与地面基座相连,在地心引力与向心加速度作用下绷紧缆绳,同时缆绳需要向更远深空方向延伸数万公里,并配以重量平衡器,整个缆绳总长度预计将达到10万公里,尔后太空舱从地面出发以电磁发射原理沿着缆绳前进,如此一来太空电梯即可建成。

太空电梯

太空舱爬升速度可以达到与动车组列车相近的200公里时速,太空电梯可以承运各类轨道航天器,近地轨道载荷在抵达对应高度后即可与缆绳分离,当即获得初始轨道速度,只需航天器稍微加速即可获得稳定轨道运行的飞行速度,其他轨道原理也是大同小异。

制约太空电梯发展的瓶颈主要来自缆绳材料,如果是传统钢丝绳那么当它延伸至天空9公里时就会在自身重量下被拉断,太空电梯缆绳需要一种高强度、高韧性、轻质属性材料进行制备。

碳纳米管

碳纳米管就是理想的太空电梯缆绳材料,其拉伸强度是钢铁的276倍,完全符合高强度、高韧性、轻质属性要求,可以轻松承载60吨级载荷货物,但这种理想材料却面临着制备难题,目前人类只能制造出毫米级碳纳米管。

在这一领域我国进展出乎很多人预料,早在2013年清华大学魏飞教授团队就创新制备工艺生产出了长达半米的碳纳米管,一举打破世界纪录,为太空电梯研制开辟了新技术路径,别看只是半米,但却是工艺的革命性进步,从零到一很难,但从一到一万却要轻松得多。

太空电梯

在我国有很多尖端科技报道都习惯了“出口转内销”方式,太空电梯这次也不例外,近日,俄罗斯托木斯克理工大学新技术工程学院院长阿列克谢·雅科夫列夫在接受采访时表示,据我掌握的消息,为了构建地月空间经济区,中国正在计划实施太空电梯项目,目前正在研发材料,这种材料将成为运送技术的基础,通过这种技术可先将物资和人员送往地球静止轨道,然后再发往月球,这或将在未来10-15年内实现。

我国载人登月飞船

太空电梯最佳应用场景是月球,现如今我国正在快速推进载人登月工程,配套的新一代重型载人火箭关键子系统攻关正在向深水区推进,新一代大吨位载人登月飞船试验船预计将于明年首飞,要想大规模开发月球就必须突破往返月面的运力瓶颈。

如果继续沿用阿波罗载人登月飞船的月面起飞方案,势必造成任务成本急剧升高,同时效率也难以保证,月球引力相对于地球要小得多,而且几乎不用考虑太空垃圾干扰太空电梯的安全运行。

月面太空电梯

构建航班化地月空间运输系统是建设地月空间经济区的基础条件,太空电梯、重型运载火箭、可重复使用空天飞机等多型战略装备相继投入研制表明我国工业能力与条件已经今非昔比,具备了向更高目标发起冲击的能力,用前人的话来说,中华民族应当是对人类文明有较大贡献的,这既是我们的责任更是使命。

载人航天总体部公布的载人登月器

地月空间经济区的建设甚至已经不能用“超级工程”来形容,因为它是接替海洋文明的全新战略空间,可以决定未来三五百年的国运,甚至是更长时间,而我们已经开始先于他人行动起来。