使用太空电梯从谷神星获取资源
在UT,我们曾有过几则描述太空电梯概念的故事。太空电梯的设计目的是让物体离开地球进入太空更加容易。但迄今为止,事实证明,从技术或经济角度来看,这种设计不可行,因为没有一种材料的强度足以被动支撑这种结构,而主动支撑又太耗能。
然而,在其他星球上,比如月球,这种做法可能更可行。但更远的世界呢?科罗拉多大学科罗拉多斯普林斯分校的一个学生团队研究了谷神星上太空电梯的使用情况,发现可以利用现有技术来实现。研究结果发表在《2024年区域学生会议》杂志上。
在我们讨论为什么有人想在谷神星上安装太空电梯之前,让我们先研究一下实现这一目标的技术。每个太空电梯设计都有三个不同的组件:锚、系绳和配重。每个组件都需要自己的技术。
锚很简单;它是系统与谷神星交互的方式。谷神星的表面主要由粘土构成,这对于锚定技术来说相对较好。幸运的是,锚需要承受的力只有300N左右,考虑到谷神星的质量很小,这比地球上的力要低得多。
其他任务中已经出现了能够提供高达500N的抗力的小行星锚定技术,因此在谷神星上锚定应该不是什么真正的挑战。
弗雷泽描述了太空电梯的总体概念。
系绳是这项技术在地球上的不足之处——科学界已知的任何材料都无法承受被动控制太空电梯系绳在与地球相连时所受到的力。然而,我们能最接近的材料是碳纳米管,太空电梯爱好者称之为几乎是圣杯的东西。
在对谷神星太空电梯的分析中,他们再次领先。然而,实际制造长系绳的局限性仍将困扰任何谷神星太空电梯的设计。
配重物要简单得多,因为它可能只是一个巨大的、无意义的质量。但是,其质量与所需的电缆长度成正比——质量越重,电缆越短。因此,在考虑这些系统时,较重的配重物和较短的电缆之间的权衡是另一个设计考虑因素。
研究团队的计算表明,只要再多一点技术进步,三个主要系统都可以在谷神星上安装。但它有什么优势呢?它可以作为进入小行星带其他小行星的发射点。
谷神星表面附近也有水,这对人类的各种探索都很有帮助,无论是作为火箭燃料还是生物系统。它还非常适合利用木星的重力辅助快速将物体带回地球。
但在它能提供任何这些好处之前,有人必须为此买单。据估计,该系统的总成本约为52亿美元——与大型太空探索项目的成本范围相差不大。但大多数国家可能不愿意为尚未证明其好处的大型基础设施项目支付这么多钱。
因此,目前,任何太空电梯都只能存在于科幻小说中。但像这样的研究和其他正在进行的技术改进是我们最终向那个未来迈进的方式。无论是谷神星上的太空电梯,还是月球上的太空电梯,还是其他一些新颖的发射技术,总有一天人类会需要一种更好的方式离开地球,而不是焚烧死去的生物体。希望这一天能早日到来。
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