人类要走出地球,走向宇宙,甚至移民到其它星系,是迟早的事。但在真正走出去之前,月球显然是人类的第一个小目标。人类虽然以及登月过不止一次,但每一次都是耗费巨大人力物力的科学探索任务,象征意义远远大过现实意义。
最早的想法是建造太空电梯。所谓太空电梯其实原理很简单。电梯的一端在地球的赤道,另一端在地球同步静止轨道上。
所谓地球同步静止轨道,就是在赤道上空,距离地面35786公里处,顺行的圆形轨道。人造卫星在这个位置环绕地球运行的速度为3.07千米/秒,角速度恰恰等于地球自转角速度,所以会相对地球静止。
这样一来,这个电梯就不会因为两端速度不同而扭曲了,可以很稳定的运转。而人类就可以通过电梯把太空船建造原料以及大量人员源源不断的运到同步轨道,在那里组装好。那里地球引力场的作用已经几乎可以忽略菜叶网,从那里出发去月球,消耗的燃料将非常少。于是,大规模的移民将变得可行。
地球的半径是6700公里,地球到月球的距离是380000公里。地球到月球的距离大概是地球半径的56倍。
如果一个人的质量是50kg,那么人在地球表面受到的重力是500牛顿,而人到月球附近受到的重力大概是500除以56的平方等于0.15牛顿。而距离地球中心越远,重力越小。重力(引力)是与距离的平方成反比的。
从地球表面移动到月球需要克服重力做多少功,或者说引力势能增加了多少。答案是329千万焦耳。也就是说,如果从地球到月球安装一个电梯菜叶网,方便大家登月旅游,每运送一个50kg的人去月球需要做功329千万焦耳。当然这只是理论上的价格。
我们知道,一度电是1千瓦小时,也就是360万焦耳。所以,我们发现把一个人送上月球大概需要329000/360度电,算出来是914度电。以一度电5毛来计算,需要457元人民币。
但是建造太空电梯最大的技术问题,就是缆绳的材料问题。你可以把这个电梯看做一个高速甩动的流星锤,只不过甩绳长3万6千公里。目前人类还没有研制出能够承受如此大拉力的材料,而像石墨烯这样的纳米材料菜叶网,可能是未来的突破。不过即使如此,以人类目前的科技水平,建造太空电梯的成本也是天价的。
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.