无论如何,人类真的开始想把太空电梯这一原本只出现在科幻电影中的技术变成现实。包括我们熟悉的谷歌,其X实验室已将太空电梯列为研发项目。在碳纳米管技术的发展中,人们之所以敢于依赖于一种强大而不受约束的风格。
碳纳米管被一些人称为“神奇材料”,由六角碳原子组成,形成管状结构。碳纳米管具有电学、磁学和力学特性,这些特性对科学家来说很奇怪,但却令人兴奋。碳纳米管的抗拉强度是钢的100倍,重量仅为钢的1/6。
正因为如此,人们相信碳纳米管技术如果继续发展,将能够延伸到太空,成为太空电梯的基本材料。我们现在面临的困难是碳纳米管的强度只有应有的1%左右,香港理工大学的研究人员通过模拟找到了答案。
科学家们创造了一个碳纳米管模型,但其中有一个原子不在其中,因此其中一个六边形变成了五边形。这个小错误已经成为一个很大的弱点,使它很容易被打破。一旦发生这种情况,作用于结构其余部分的张力将完全破坏模型。
科学家们创造了一个碳纳米管模型,但其中有一个原子不在其中,因此其中一个六边形变成了五边形。这个小错误已经成为一个很大的弱点,使它很容易被打破。一旦发生这种情况,作用于结构其余部分的张力将完全破坏模型。
就这么一个小错误,纳米管的理论最大抗拉强度从100焦帕斯卡降低到40焦帕斯卡。如果有更多这样的缺陷,将导致更可怕的性能下降。根据计算,为了支撑实用的太空电梯,抗拉强度至少需要50帕斯卡。
科学家们总结道:“只有高质量的碳纳米管才能达到他们想要的强度”。今天大部分量产的碳纳米管都有很多缺陷,高质量的碳纳米管很难量产。”
除非在碳纳米管的合成方面取得突破,否则使用这种材料建造太空电梯将是一件非常危险的事情。有人可能会认为等待突破不是问题,但考虑到碳纳米管制造太空升降机意味着超过35000米长的材料甚至有原子错位,以及辐射和太阳风的影响,即使建造了,也几乎不可能维持。因此,碳纳米管可能不是我们实现太空电梯最可行的方式。
没有太空电梯,我们如何实现自由进入太空?SpaceX的可回收火箭似乎是个好主意。随着技术的进步,可能性总是存在的。
太空电梯能实现吗?专家们这么说。。。
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