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纜帶 人類的通天塔:太空電梯能變成現實嗎?它的原理又是怎樣的？( 二 )


纜帶 人類的通天塔:太空電梯能變成現實嗎?它的原理又是怎樣的？
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這條纜帶可以作為一條通往太空的鐵路的軌道。而升降艙將沿著纜帶爬升進入太空。
太空電梯有多高
如果能建成，太空電梯纜帶將代表一個現代世界奇跡，并將是有史以來最高的建筑。2005年世界上最高的獨立式塔是加拿大多倫多上空高達1815英尺5英寸（553.34米）的加拿大國家電視塔。太空電梯將比加拿大國家電視塔高180720倍！
6.2萬英里（10萬公里）長的太空電梯將遠遠高于航天飛機的平均軌道高度（115~400英里/185~643公里）。事實上，它將相當于地月距離（237674英里/382500公里）的四分之一。
乘太空電梯登頂
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升降艙將以每小時200英里的速度夾卷纜帶爬升。（圖源：LIFTPORT GROUP）
雖然纜帶仍然是一個概念性的構造，但太空電梯的所有其他部件都可以使用現有技術來建造，包括自動升降艙、地面基站和激光動力系統。到纜帶建成時，其他組件將在2018年左右的某個時候幾乎準備好發射。
升降艙
自動升降艙將利用纜帶的引導升入太空。升降艙上的牽引滾輪會夾住并拉動纜帶，使升降艙能夠爬上電梯。
地面基站
太空電梯的起點將設置于赤道太平洋的一個移動平臺，這個平臺將把纜帶固定在地球上。
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配重物
在纜帶的頂部將裝有一個重量級的配重物。太空電梯的早期計劃包括捕獲一顆小行星并將其用作配重。然而，像LiftPort和科學研究所這樣的計劃，則準備使用人造配重物。事實上，配重物可能是由制造纜帶的設備，包括用來發射纜帶的航天器，組裝而成的。
激光動力系統
升降艙將由位于地面基站或其附近的自由電子激光系統提供動力。據科學研究所，激光將向裝置于在升降艙上由砷化鎵制成的光伏電池發射2.4兆瓦的能量，然后光伏電池將能量轉換成電能，供傳統的鈮磁直流電機使用。
一旦投入使用，升降艙幾乎每天都可以爬太空電梯。這些升降艙的重量從最初的5噸到20噸不等。20噸重的升降艙將能夠承載多達13噸的有效載荷，并擁有900立方米的空間。升降艙將以每小時118英里（190公里）的速度爬升纜帶，運載從衛星到太陽能電池板等各種貨物，以及人類。
太空電梯的維護
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太空電梯纜帶將被固定在赤道太平洋的一個移動平臺上。作為幫助太空電梯避讓軌道碎片系統的一部分，移動平臺可以重新定位。（圖源：LIFTPORT GROUP）
太空電梯長6.2萬英里（10萬公里），所以容易受到許多危險的影響，包括天氣、太空垃圾和恐怖分子。隨著太空電梯設計計劃的推進，開發者正在評估這些風險并尋求克服這些風險的方法。事實上，為了確保總有一部太空電梯可投入工作，開發者計劃建造多部電梯。在建造成本上，每一部都比前一部便宜。第一部太空電梯將作為一個平臺，協助建造更多太空電梯。在這樣做的過程中，開發人員想要確保，即使一臺太空電梯遇到問題，其他電梯也可以繼續向太空提供有效載荷。
躲避太空垃圾
與太空站或航天飛機一樣，太空電梯也需要能夠避開軌道物體，如碎片和衛星。地面基站將采用主動避讓的方式保護太空電梯不受此類物體的影響。目前，北美航空防務司令部（NORAD）可跟蹤的目標大于10厘米（3.9英寸）。而保護太空電梯需要一個軌道碎片跟蹤系統，可以探測大約1厘米（0.39英寸）大小的物體。目前其他太空項目正在開發這項技術。
“我們的計劃是將纜帶固定在海洋中的移動平臺上，”LiftPort公司的湯姆·紐金特說，“實際上，你可以通過移動地面基站把纜帶從衛星軌道上拉下來。”
應對恐怖襲擊
太空電梯的孤立位置將極大地降低恐怖襲擊風險。舉個例子，根據LiftPort的說法，第一個地面基站將設置于赤道太平洋，距離任何航線或航道404英里（650公里）。只有一小部分的太空電梯在各類型攻擊范圍內，即9.3英里（15公里）或以下。此外，太空電梯將是一種寶貴的全球資源，很可能受到美國和其他國家軍事力量的保護。
太空電梯的影響
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藝術家制作的太陽視角概念圖。（圖源：LIFTPORT GROUP）
太空電梯潛在的全球影響可與另一項偉大的交通成就——美國橫貫大陸鐵路相比較。這條橫貫大陸的鐵路于1869年在猶他州的海角建成，第一次連接了美國的東西海岸，加速了美國西部的開拓。橫跨全美的旅行從幾個月減少到幾天。它還開辟了新的市場，催生了全新的產業。到1893年，美國已經擁有了五條橫貫大陸的鐵路。

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