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看电影《流浪地球2》,你会对游戏中太空电梯的体现和破坏感到惊讶。9万公里太空电梯是距离地球外貌9万公里、上升高度高于当今人类高度的电梯。几乎每颗发射的人造卫星的上端都与空间站相连。这个空间站的高度显然比目前的国际空间站和我国约400公里的天宫空间站要高得多。它的主要作用是将设备运输到月球和太空。
建造如此巨大的建筑真的合适吗?存在是正确的吗?未来人们会建造这样的太空电梯吗?尽管太空电梯的想法已经存在了一百多年,但从科学的角度来看,它只能在科幻作品中找到。
首先,从质料科学领域来看,人类很难制造出能够蒙受太空电梯巨大重力的质料。汪淼在《三体》中设计的“飞刃”装置或许是有可能的,但这样的装置真的能制造出来吗?从物理上来说,这是绝对不可能的!无论质料有多硬,它都只是利用原子或分子之间化学共价键的强度。这样的力量无法支持长度数万公里的设备。
要知道,一般的太空电梯必须能够抵抗重力和离心力运动。两侧强大的重力对中间质料的强度提出了巨大的挑战。更不消说电梯用它来穿梭,产生的巨大摩擦力和热能也会对设备造成很大的损坏。还有一个大型发电站将其拉至山顶。这种类型的能量目前超出了任何已知或想象的符合物理定律的设备的能力范围。
《流浪地球2》电影中展示了太空中的电梯舱上升时依靠火箭的推力。如果队伍仍然依赖火箭,还有什么更好的方式直接发射火箭呢?这么大的吊舱使用起来不是更困难吗?所以根本不实用!而如果接纳磁悬浮技术,电梯吊舱的上升和下降会对太空电梯产生反作用力,导致上下区域产生垂直力,引起整体颠簸。
即使这样的电梯是可能的,这样的电梯要多长时间才气到达90,000英里?如果用正常的电梯速度,三个月之内都上不去。每秒上升100米需要10.4天。提升到音速需要三天多的时间。垂直上升到初始宇宙速度也需要几个小时。电影中电梯的速度类似于歼20战斗机的速度,比导弹的速度还慢。这个速度不会凌驾2马赫,因此从地球到空间站至少需要两天时间。还不如用火箭发射呢。。
太空电梯的稳定性也很差。当风在地球大气层中时,它会影响风的方向和强度。它也会在空间中振动。当航天器上升和下降时,它还会引起明显的振动。到了这样的地方,人们肯定会驻足。没有订单。为了使其稳定,必须安装多个姿态控制发动机,这会增加质量并消耗更多燃料。
建造这样一座太空电梯的本钱一定是巨大的。但实用性不太强,各方面本钱较高,需要先进的技术和设备。那么人类为什么要建造它们呢?因此,虽然太空电梯的科学想法早已存在,而且太空电梯的概念也出现在很多科幻作品中,但这种东西可能永远不会出现。如果未来发生这种情况,除了科技取得巨大进步外,一些条件,好比非陆地环境,也应该得到改变。
《流浪地球2》另一个无法拍摄的场景是空间站坠毁。要知道,这个太空电梯的高度到达了九万公里。如果它与地球保持稳定运行,其速度将凌驾每秒7公里。不外,这个高度的逃逸速度还不到每秒3公里,所以当它从中心断裂时,上部会在惯性的作用下被迅速抛起,永远离开地球,再也不会坠落。。掉到了地上。
即使因为某种原因跌倒了,也会很漫长。9万公里的高度即是地球赤道周长的两倍。我国1970年发射的东方红一号卫星至今仍在天上,飞行威力强大,还将在仅仅几公里的高度继续飞行至少数百年。
因此,电影中最震撼的太空电梯永远不会出现在现实中。无论未来人类科技进步多少,这种情况发生的机会都微乎其微。不外,以上这些并不影响《流浪地球2》作为一部科幻巨著。相比美国所谓的用英雄拯救世界的科幻电影,《流浪地球》科学了很多倍!
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