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缆带 人类的通天塔:太空电梯能变成现实吗?它的原理又是怎样的？( 二 )


缆带 人类的通天塔:太空电梯能变成现实吗?它的原理又是怎样的？
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这条缆带可以作为一条通往太空的铁路的轨道。而升降舱将沿着缆带爬升进入太空。
太空电梯有多高
如果能建成，太空电梯缆带将代表一个现代世界奇迹，并将是有史以来最高的建筑。2005年世界上最高的独立式塔是加拿大多伦多上空高达1815英尺5英寸（553.34米）的加拿大国家电视塔。太空电梯将比加拿大国家电视塔高180720倍！
6.2万英里（10万公里）长的太空电梯将远远高于航天飞机的平均轨道高度（115~400英里/185~643公里）。事实上，它将相当于地月距离（237674英里/382500公里）的四分之一。
乘太空电梯登顶
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升降舱将以每小时200英里的速度夹卷缆带爬升。（图源：LIFTPORT GROUP）
虽然缆带仍然是一个概念性的构造，但太空电梯的所有其他部件都可以使用现有技术来建造，包括自动升降舱、地面基站和激光动力系统。到缆带建成时，其他组件将在2018年左右的某个时候几乎准备好发射。
升降舱
自动升降舱将利用缆带的引导升入太空。升降舱上的牵引滚轮会夹住并拉动缆带，使升降舱能够爬上电梯。
地面基站
太空电梯的起点将设置于赤道太平洋的一个移动平台，这个平台将把缆带固定在地球上。
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配重物
在缆带的顶部将装有一个重量级的配重物。太空电梯的早期计划包括捕获一颗小行星并将其用作配重。然而，像LiftPort和科学研究所这样的计划，则准备使用人造配重物。事实上，配重物可能是由制造缆带的设备，包括用来发射缆带的航天器，组装而成的。
激光动力系统
升降舱将由位于地面基站或其附近的自由电子激光系统提供动力。据科学研究所，激光将向装置于在升降舱上由砷化镓制成的光伏电池发射2.4兆瓦的能量，然后光伏电池将能量转换成电能，供传统的铌磁直流电机使用。
一旦投入使用，升降舱几乎每天都可以爬太空电梯。这些升降舱的重量从最初的5吨到20吨不等。20吨重的升降舱将能够承载多达13吨的有效载荷，并拥有900立方米的空间。升降舱将以每小时118英里（190公里）的速度爬升缆带，运载从卫星到太阳能电池板等各种货物，以及人类。
太空电梯的维护
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太空电梯缆带将被固定在赤道太平洋的一个移动平台上。作为帮助太空电梯避让轨道碎片系统的一部分，移动平台可以重新定位。（图源：LIFTPORT GROUP）
太空电梯长6.2万英里（10万公里），所以容易受到许多危险的影响，包括天气、太空垃圾和恐怖分子。随着太空电梯设计计划的推进，开发者正在评估这些风险并寻求克服这些风险的方法。事实上，为了确保总有一部太空电梯可投入工作，开发者计划建造多部电梯。在建造成本上，每一部都比前一部便宜。第一部太空电梯将作为一个平台，协助建造更多太空电梯。在这样做的过程中，开发人员想要确保，即使一台太空电梯遇到问题，其他电梯也可以继续向太空提供有效载荷。
躲避太空垃圾
与太空站或航天飞机一样，太空电梯也需要能够避开轨道物体，如碎片和卫星。地面基站将采用主动避让的方式保护太空电梯不受此类物体的影响。目前，北美航空防务司令部（NORAD）可跟踪的目标大于10厘米（3.9英寸）。而保护太空电梯需要一个轨道碎片跟踪系统，可以探测大约1厘米（0.39英寸）大小的物体。目前其他太空项目正在开发这项技术。
“我们的计划是将缆带固定在海洋中的移动平台上，”LiftPort公司的汤姆·纽金特说，“实际上，你可以通过移动地面基站把缆带从卫星轨道上拉下来。”
应对恐怖袭击
太空电梯的孤立位置将极大地降低恐怖袭击风险。举个例子，根据LiftPort的说法，第一个地面基站将设置于赤道太平洋，距离任何航线或航道404英里（650公里）。只有一小部分的太空电梯在各类型攻击范围内，即9.3英里（15公里）或以下。此外，太空电梯将是一种宝贵的全球资源，很可能受到美国和其他国家军事力量的保护。
太空电梯的影响
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艺术家制作的太阳视角概念图。（图源：LIFTPORT GROUP）
太空电梯潜在的全球影响可与另一项伟大的交通成就——美国横贯大陆铁路相比较。这条横贯大陆的铁路于1869年在犹他州的海角建成，第一次连接了美国的东西海岸，加速了美国西部的开拓。横跨全美的旅行从几个月减少到几天。它还开辟了新的市场，催生了全新的产业。到1893年，美国已经拥有了五条横贯大陆的铁路。

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