在沒有大氣(qi)層的空(kong)間中,天梯可(ke)以用很低(di)的成(cheng)本將(jiang)載荷運送(song)到軌道
據國外(wai)媒體報道(dao),早在19世(shi)紀(ji)晚期(qi),就(jiu)有人(ren)提(ti)出(chu)(chu)了太空梯概念,雖然歷經數(shu)十年研究,但(dan)太空梯描(miao)繪(hui)的廉價軌道(dao)之(zhi)旅(lv)的遠景,可能(neng)距(ju)現實(shi)仍然遙(yao)遠。zui大的挑戰在于(yu)沒有人(ren)能(neng)用超輕(qing)、*度(du)碳(tan)納米(mi)管成功造出(chu)(chu)數(shu)萬公里(li)長的纜繩。不過,美國企業家邁克爾·萊恩認(ren)為(wei),利用現有材(cai)料就(jiu)可以制造從月(yue)球(qiu)表面(mian)延伸出(chu)(chu)來的“月(yue)球(qiu)梯”。
對纜繩強度的要求降低
萊恩表(biao)示,他依舊會對基于地球(qiu)的太空(kong)梯概念“投入巨資”,不過(guo),眼下他已(yi)將(jiang)工作重心(xin)轉向月(yue)(yue)(yue)球(qiu)梯,只(zhi)要從事大量研究,擁有(you)(you)足(zu)夠資金(jin),月(yue)(yue)(yue)球(qiu)梯*有(you)(you)可能在10年(nian)內建(jian)成。他在接受(shou)采(cai)訪時(shi)稱(cheng):“我(wo)提(ti)出的時(shi)間表(biao)尚(shang)存在疑問(wen)。我(wo)們不久便將(jiang)實現這(zhe)(zhe)個(ge)夢想,或(huo)許在5到7年(nian)內。”由于月(yue)(yue)(yue)球(qiu)引力僅僅是地球(qiu)的六(liu)分(fen)之一(yi),這(zhe)(zhe)可以大大降(jiang)低對纜(lan)繩強度(du)的要求。現有(you)(you)一(yi)種適于制造月(yue)(yue)(yue)球(qiu)梯的材(cai)料(liao)是Zylon合(he)(he)成聚合(he)(he)物(wu),這(zhe)(zhe)種材(cai)料(liao)具有(you)(you)高強度(du)、高耐熱(re)性等特點。
此外,構成(cheng)月球梯(ti)的(de)(de)(de)組(zu)件相對(dui)較輕,小(xiao)型火箭就能將(jiang)它們發(fa)(fa)射(she)(she)到月球。萊恩說:“按(an)照月球梯(ti)的(de)(de)(de)物理學標準,我們似乎可(ke)以利(li)用標準型號(hao)(hao)的(de)(de)(de)阿*火箭和(he)德(de)爾塔火箭發(fa)(fa)射(she)(she)月球梯(ti)的(de)(de)(de)組(zu)件。這是(shi)一個你(ni)不(bu)必建造像土星5號(hao)(hao)火箭這樣龐然大物的(de)(de)(de)重大事(shi)件。”雖然萊恩表示(shi)相信月球梯(ti)在5至7年內建成(cheng)是(shi)可(ke)行的(de)(de)(de),但在如此短(duan)的(de)(de)(de)時間內不(bu)出任何問題(ti),仍然是(shi)不(bu)可(ke)能完成(cheng)的(de)(de)(de)任務。
zui大的(de)(de)障礙(ai)可(ke)能(neng)(neng)是如(ru)何利用(yong)(yong)一個用(yong)(yong)Zylon材料建成的(de)(de)6立方米的(de)(de)結構(gou)。萊恩說:“這確實是我們(men)面(mian)臨的(de)(de)zui大挑(tiao)戰。”同(tong)時,建造如(ru)此(ci)復雜(za)的(de)(de)系統還涉及大量未(wei)知難題。萊恩說:“我過(guo)去在談起太空梯(ti)(ti)時,曾說我們(men)連(lian)可(ke)能(neng)(neng)遇到的(de)(de)問題都不清(qing)楚,更何況是答案。對于月球梯(ti)(ti)的(de)(de)建造來說,這更是事實。”另(ling)一個障礙(ai)是資金。不過(guo),相比從地面(mian)架(jia)起的(de)(de)太空梯(ti)(ti),月球梯(ti)(ti)的(de)(de)建設成本可(ke)能(neng)(neng)會少一些(xie)。
基于地面的(de)太空梯(ti)基本(ben)上(shang)就是一(yi)條(tiao)長(chang)長(chang)的(de)纜繩——也許長(chang)達6.2萬(wan)英里(li)(li)(約合10萬(wan)公里(li)(li)),一(yi)端固定在(zai)地球上(shang),另(ling)一(yi)端固定在(zai)地球同步(bu)軌道的(de)平(ping)衡物(如大衛星)上(shang)。在(zai)引力和向心(xin)加速(su)度的(de)作用(yong)下,纜繩或絲帶(dai)可(ke)以(yi)保持(chi)僵硬,小電梯(ti)或“升降機”可(ke)以(yi)向上(shang)移(yi)動太空梯(ti),而耗費的(de)能(neng)量和費用(yong)僅是將物體發射到軌道的(de)極(ji)小部分。
穿越地月系拉格朗日L1點
一旦太空梯建造完成,利用其向軌道運送貨物的成本約為每磅數百美元,相比之下,用航天飛機發射衛星的成本則高達每磅7000美元。月球梯至少需要長達3.1萬英里(約合5萬公里)的絲帶,以月球上可見區域中心位置附近為基點,穿越地月系拉格朗日L1點。小型阿*火箭和德爾塔火箭可以將組件發送至地月系拉格朗日L1點,(高溫油泵)然后以這個點為軸,分別將Zylong緞帶向地球和月球兩個方面延伸。
萊恩說:“你(ni)可(ke)以使用作(zuo)為阿*火箭平衡物(wu)(wu)(wu)(wu)的一部分。但(dan)這(zhe)(zhe)是非(fei)常小(xiao)的平衡物(wu)(wu)(wu)(wu),也就是說,來往于(yu)月(yue)球(qiu)的貨(huo)(huo)物(wu)(wu)(wu)(wu)會非(fei)常小(xiao)。這(zhe)(zhe)不像是太空(kong)梯(ti),你(ni)將可(ke)以每周將100噸的貨(huo)(huo)物(wu)(wu)(wu)(wu)送上太空(kong)。而(er)月(yue)球(qiu)梯(ti)是非(fei)常小(xiao)的系統(tong),只能(neng)運輸200至250千(qian)克的貨(huo)(huo)物(wu)(wu)(wu)(wu)。”
萊恩(en)(en)舉(ju)例說(shuo),“隼(sun)鳥”號探測器(qi)的(de)(de)整(zheng)個(ge)樣(yang)(yang)本回(hui)收裝系統zui近返回(hui)地(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)小行星樣(yang)(yang)本重(zhong)量只有(you)大約20千克(ke)。這(zhe)也讓萊恩(en)(en)開始(shi)設想月球(qiu)(qiu)梯的(de)(de)任務(wu):取樣(yang)(yang)返回(hui)任務(wu)。他說(shuo):“在5到7年后(hou)或(huo)許可(ke)以(yi)實施月球(qiu)(qiu)取樣(yang)(yang)返回(hui)任務(wu),我認為(wei)這(zhe)是(shi)一(yi)個(ge)相(xiang)當合理的(de)(de)設想。”萊恩(en)(en)表(biao)示,一(yi)旦初始(shi)階段的(de)(de)月球(qiu)(qiu)梯投入(ru)使(shi)用(yong),我們可(ke)以(yi)利用(yong)基于地(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)太空(kong)梯的(de)(de)相(xiang)同概(gai)念(nian),用(yong)更多(duo)絲帶去強(qiang)化它的(de)(de)強(qiang)度。
當(dang)然,月(yue)球(qiu)(qiu)梯(ti)的投入(ru)巨大,雖然*階段可(ke)能比(bi)(bi)太空梯(ti)投入(ru)少,但(dan)(dan)月(yue)球(qiu)(qiu)梯(ti)的后(hou)續建(jian)造耗資巨大,相(xiang)比(bi)(bi)太空梯(ti)會耗費更長時間。萊恩說(shuo):“我(wo)們對成(cheng)本尚未(wei)做出一(yi)(yi)個(ge)完整的估算(suan),但(dan)(dan)相(xiang)比(bi)(bi)于阿*火箭和德(de)爾塔火箭,這是一(yi)(yi)個(ge)合理的投入(ru)。成(cheng)本總共可(ke)能只(zhi)有數(shu)億美元,而不是數(shu)十(shi)億美元。”
或成前往火星的中轉站
萊(lai)恩當(dang)前已經有(you)了(le)(le)月(yue)球梯的(de)總(zong)體構想和(he)規劃。他說:“這不是去到(dao)月(yue)球上插(cha)面(mian)旗幟,或(huo)是留個腳印,而是涉(she)及美宇航(hang)局預(yu)算核心(xin)部分,聚焦于技(ji)術開發與(yu)基礎設(she)施建(jian)設(she),保證航(hang)天探索(suo)順利進行。而這恰恰是我(wo)們希(xi)望通(tong)過(guo)開發月(yue)球梯實現的(de)目標。接著,我(wo)們會開始建(jian)造月(yue)球前哨站(zhan)或(huo)研究實驗室。我(wo)們提(ti)出了(le)(le)一端使用(yong)平衡(heng)物,一端使用(yong)棲息地的(de)構想。如(ru)果我(wo)們可以將一組太空艙組合起來,它們就構成了(le)(le)的(de)平衡(heng)物,這一定會讓人感(gan)興趣。”
“有(you)(you)人認為(wei)(wei),如(ru)果你的目標(biao)是火(huo)(huo)星(xing),那么到月(yue)球(qiu)(qiu)的吸引力就不大了,也有(you)(you)許多人認為(wei)(wei)燃料庫(ku)(ku)更有(you)(you)意義(yi)。我(wo)(wo)們(men)可(ke)能會(hui)是一些(xie)(xie)長期(qi)任務的燃料庫(ku)(ku),因為(wei)(wei)我(wo)(wo)們(men)需要這多余的質量(liang)。在太空梯(ti),平衡物基本(ben)上都是死物。對于月(yue)球(qiu)(qiu)梯(ti)來說(shuo),它(ta)會(hui)變成一個(ge)工作(zuo)環(huan)境(jing)。所以,有(you)(you)些(xie)(xie)人通(tong)過它(ta)去月(yue)球(qiu)(qiu),有(you)(you)些(xie)(xie)人將它(ta)當作(zuo)前(qian)(qian)往火(huo)(huo)星(xing)中途加油和(he)維修(xiu)的站(zhan)點。一旦它(ta)投入使用,鑒于阿*火(huo)(huo)箭(jian)和(he)德爾(er)塔火(huo)(huo)箭(jian)的成本(ben),你前(qian)(qian)往月(yue)球(qiu)(qiu)就有(you)(you)了安(an)全可(ke)靠的途徑。這將帶來巨大的影響。”
萊恩表示,他不希望給人(ren)留下這樣的(de)(de)印象,即他和其(qi)他對(dui)(dui)這個概念感興趣(qu)的(de)(de)人(ren)已將(jiang)一切謀(mou)劃好了(le):“我們對(dui)(dui)這個概念做了(le)足夠的(de)(de)研究,知(zhi)道它是可行和有趣(qu)的(de)(de),可能用(yong)不了(le)多久就能實現(xian),這也(ye)是我們正在提出(chu)解決之道的(de)(de)原(yuan)因。”萊恩和其(qi)他對(dui)(dui)太空梯感興趣(qu)的(de)(de)研究人(ren)員(yuan)將(jiang)要舉辦一系列研討會,深(shen)入探討這個概念,解答一些人(ren)提出(chu)的(de)(de)疑問(wen)。*個研討會于7月(yue)29日至8月(yue)1日在西雅(ya)圖舉行。
對月球梯項目寄予厚望
萊恩在2003年(nian)(nian)創(chuang)建了(le)LiftPort公司(si),用(yong)于開發太空(kong)梯,但這家一度有14名(ming)全職員(yuan)工(gong)的(de)公司(si),在2007年(nian)(nian)陷入財務危(wei)機。他(ta)(ta)將月球(qiu)梯看作是LiftPort公司(si)重獲(huo)新(xin)(xin)(xin)生的(de)關(guan)鍵。他(ta)(ta)說:“這是一個(ge)復(fu)興計劃,重新(xin)(xin)(xin)崛(jue)起的(de)機會(hui)。我會(hui)將自己從太空(kong)梯吸取到的(de)經驗(yan)應用(yong)于這個(ge)全新(xin)(xin)(xin)概念。”
“在(zai)開發太空梯的過(guo)程(cheng)中,我的所有資(zi)金全部來(lai)(lai)自房地產,我的需要在(zai)資(zi)金上可以(yi)得(de)到保證(zheng)。但這一次有所不(bu)(bu)同(tong)。對于我們來(lai)(lai)說,建(jian)造(zao)月球梯恰(qia)恰(qia)是讓我們走出(chu)財務(wu)(wu)困(kun)境的一條途徑。”萊恩(en)zui后(hou)表示:“我認為這同(tong)樣是一個(ge)可以(yi)*的項目。我們會在(zai)此(ci)過(guo)程(cheng)中獲(huo)得(de)新的發現,zui終令我們開發出(chu)與月球毫不(bu)(bu)相干的產品和服務(wu)(wu)。”