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通向宇宙的“电梯”

作者：科普中国  来源：中国科普  更新时间：2008年01月09日 【字体：大 中 小】

航天飞机出现后，人要离开地球去太空就方便多了。不过，用航天飞机运输，每100克货物约需1 500美元。这实在太贵了。科学家从耸入云霄的铁塔和摩天大楼中的高速电梯得到启示，设想建造一个具有同步卫星高度的铁塔，在塔中安装高速电梯，那么人们就可以随意往返于太空和地球之间了。然而，这是不可能做到的。这样的高塔要有3.58万千米高，为了保持塔身的稳定，使其不被自己的重量所压弯，塔底面积至少得占地40万平方千米，相当于20个北京市，这是难以做到的。 科学家们没有放弃他们的设想，他们改变了一下思维的角度，提出了建造一个从同步卫星往下延伸的“倒塔”的主意。他们设想从卫星上挂下一个梯子，通到地面。这个从天而降的梯子长达3.58万千米。 如果卫星带着这样一个又长又重的梯子，在地球引力(即重力)的作用下，会连同梯子一起掉下来。如何使这个“下天梯”以及卫星悬在空中呢?必须再从卫星向上建造一个“上天梯”，它的高度也为36兆米。下天梯有向心作用，上天梯有离心作用，两种相反的作用就可以使这个太空天梯悬挂在空中了。 建造这种太空天梯，需要先在地球同步轨道上，即距赤道3.6 万千米的高空建一个大型航天站。然后从航天站开始，分别向两头铺设天梯。上下天梯的铺设必须同时进行。每铺设500或1 000千米，连接一个飞船或卫星，再继续铺设下去。 空中天梯并不是真正的梯子，它是一种不密封的通行电梯的管道。管道的四壁用电磁材料组成，利用电磁力推动电梯克服重力上升。电源由卫星太阳能发电站供给。电梯是一个很大的密封车箱，可以乘人、运货，整个的卫星和飞船也可以装在里面。电梯上升的同时，跟随天梯一起绕地球转动。越升高，重力越小，上升就越省力。当电梯带着人返回地面时，它靠重力作用自动下降，只消耗很少的电能。
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