天文學家提出更快更省錢的太空電梯,加速將探測器送上月球

作者 | 發布日期 2019 年 09 月 18 日 14:22 | 分類 天文 , 尖端科技 , 航太科技 follow us in feedly


將太空飛行器送入軌道所費不貲,科學家們因此從來沒有放棄過太空電梯概念,這條捷徑可以讓飛行器更容易飛離地球大氣層。最近一篇新論文指出,我們已能利用當今技術打造一種新型太空電梯,可將探測器抵達月球表面所需的燃料減少至目前三分之一。

太空電梯(Space elevator),又稱軌道電梯,最早由俄羅斯火箭先驅康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基於 1895 年提出,只不過當然不是我們習以為常的按一下按鈕就上升下降的電梯,而是一條纜繩,一端錨定在地面,另一端則繫上平衡錘放置在同步軌道(離地心高度約 3.6 萬
公里),用來與地心引力抗衡,而裝載貨物的貨艙便順著纜繩在太空與地面基站間來回移動。

然而早年,科學家找不到一種合適材料可製造出承受輻射侵蝕、颳風下雨、閃電襲擊的高強度纜繩,直到近年奈米碳管問世成為關鍵材料,讓太空電梯再度浮現機會。

英國劍橋大學天體物理學家 Zephyr Penoyre、紐約哥倫比亞大學天文學家 Emily Sandford 兩人,有別於傳統的太空電梯建議錨定在地面,他們提出一條錨定在月球、將平衡錘放置在地球靜止軌道的另一條太空電梯。

估計預算需數十億美元,但火箭屆時不用多次加速以甩開地球重力,只要飛抵位於靜止軌道的纜繩端,貨物(或太空船)轉移到貨艙,就可以開始利用太陽能沿著繩索爬升至月球,航程約數天或數週,但能將現有飛行器抵達月表所需的燃料量減少到當前三分之一。

這篇新論文尚未經過同行評審,但論文預印本可以在《arXiv》網站上先行閱覽。

(首圖為示意圖,來源:Bruce Irving/Flickr CC BY 2.0)