杏彩体育注册:你也想造太空电梯吗？

　　据说在100多年前，“火箭之父”齐奥尔科夫斯基在参观埃菲尔铁塔时，灵光闪现，有了最早的“太空电梯”设想。可惜100多年过去了，人类建造的最高建筑从300多米的埃菲尔铁塔“长”到了828米的哈利法塔。

　　但是，最近的太空轨道距离地面超过200千米（比如中国空间站的轨道高度离地400千米）。人类现在的技术能力，相当于在普通层高的住房空间里，只能造一个标准颗粒积木块这么高的建筑。

　　《流浪地球2》中设计的太空电梯高90000千米，我们怎么才能用颗粒积木叠一栋像哈利法塔一样高的建筑呢？

　　我们可以把地球想象成一个自带“吸力”的“大磁铁”，靠近地球的万物都会被拉向地面。同时，地球上的重力加速度随着海拔高度的增加而减小。到了约36000千米处降为0，也就是我们常说的“地球同步轨道”的位置。这里适合建造庞大的空间站。

　　但是，这36000千米将近地球直径的3倍。它要是造成电梯塔，地球都觉得自己会被压垮。于是抛开高楼这样的造型设计，科学家们有了新思路，一些太空电梯的新方案就诞生了，比如我们在《流浪地球2》电影中看到的这种设计：

　　在《流浪地球2》中看起来很像建筑工地的垂直升降机，它的基础功能也与我们常见的电梯无异。电影中为了看起来更炫酷，开始阶段还用了火箭发动机。但科学家们认为，真正的太空电梯可以只用太阳能发电等更加环保的能源。

　　首先，人类没有造出适合做缆索的材料。目前最合适的碳纳米管还在初级研究阶段，长度只能达到米级。另外，90000千米实在太高了，中途会有很多复杂的情况要考虑，比如太空垃圾和宇宙辐射造成的意外等等。

　　地球自转的离心力维持太空电梯受拉结构的主体结构伸直，并通过高轨道的配重物保持平衡。其系统重心位于地球同步轨道，距离地球海拔约 35786 千米。整体轴线指向地心，选址赤道，是为了使得轴线保持垂直（节选自：电影《流浪地球》世界观）。

　　在科学家眼里，地球是一个保持匀速自传的“链球运动员”，给它一个叫“配重”的大球，栓上90000千米长的“缆索”当链子，地球引力就是拉住链球不飞出去的那双“看不见的手”。我们只要在“缆索”上需要的位置（这个系统的重心处）造出空间站。理论上，太空电梯就完成了。

　　按照这个原理，生活中也是有不少相似的应用装置的。比如，我们去游乐园玩，经常会看到一类叫“飓风飞椅”的装置。

　　电机开动后，主轴（有的设计成一个像伞盖一样的圆盘）快速旋转起来，人会感觉自己被甩出去，并且越飞越高。如果不是安全需要，理论上可以飞到和地面齐平的样子，并且一直转下去。

　　感兴趣的小朋友们可以来上海儿童博物馆参加“太空电梯”活动（7月22日科学小讲堂），让我们一起探索太空电梯的原理吧！扫码可参加活动（7月18日/19日开售）。

　　本文为澎湃号作者或机构在澎湃新闻上传并发布，仅代表该作者或机构观点，不代表澎湃新闻的观点或立场，澎湃新闻仅提供信息发布平台。申请澎湃号请用电脑访问。

杏彩体育app升降机械