太空电梯原材料论证
近日,由于流浪地球2太空电梯辉煌壮观场景,使得太空电梯有成为小一阵子提上日程的热门话题,人类能否实现太空电梯宏伟工程,理论上是成立的,但困难重重,据说,原材料是最大瓶颈,我不这么认为,理论上说,我们把太空电梯看成是一个温度计,同步静止轨道高度就是温度计的零度区间,零度区间上下两头分别为逐渐的正向一百摄氏度和负向一百摄氏度,太空电梯高度未必一定要超过同步静止轨道(零度区间)高度,但一定要达到同步静止轨道高度,因为,首先离心力与引力(向心力)平衡也就是对等相反的两个方向力,对等相反两个力并不等于对等相反两个方向的长度,类似于不对等长度杆秤的两头,也就是杠杆原理,零度区间以下三万公里,为了达到对等相反两个方向力的平衡,并不等于零度区间以上也要三百公里,因为,庞大空间码头质量离心力本来就可以替代(零度区间)向上三万公里长度,不仅如此,温度计零度区间向下一百摄氏度是逐渐渐进式的,也就是正向温度逐渐越来越高,反向温度逐渐越来越低,对于太空电梯而言亦是如此,相同大小一个东西,向上越是接近(零度区间),它的重量也就越轻,地面上你的一斤大白菜,到一万公里高度太空电梯(中途)上面称重可能半斤都不到,认识到这一点很重要,因为,你不能把建造太空电梯原材料按照原材料比重与高度进行数字叠加,也就是说,假如,如果太空电梯高度一千米原材料重量一百吨,同步静止轨道高度三万公里就是三百万吨,这肯定是错误的,更何况,温度计零度区间(同步静止轨道)向上还有一个能够大大减轻原材料向下承载重力的拉力,更何况,温度计零度区间(同步静止轨道)之下就不存在相反两个力平衡抵消失重,近地轨道卫星空间站等都是属于零度区间(同步静止轨道)之下的失重,就因为太空电梯高度需要达到零度区间(同步静止轨道)之上,才使得零度区间(同步静止轨道)之下不能够完全失重,不能够完全失重,并不等于没有失重,只是这个失重是随着高度不同而不同,随着高度变化而变化,是逐步渐进式的罢了。
现在我们就以最软原材料为例,最软金属应该就是金属铅了,不仅软,还特别重,又重又软,我们把铅作为建造太空电梯的原材料,它的承载力不仅仅只是抗压能力,还有抗拉能力,无论抗压,还是抗拉,它都不是金属铅单一的承载力,而是综合承载力,此话怎讲?如果只是单纯的抗压能力,手指粗的金属铅条估计到不了十米就会因为重心不平衡而弯曲垮塌,请注意,重心不平衡而垮塌只是手指粗铅条侧重承载极限,并不是整个铅条绝对垂直下的承载极限,绝对垂直下的承载极限是非常不可思议的,手指粗一根铅条在绝对垂直向下抗压能力估计可以达到一万米,这还不是建造太空电梯原材料的理论承载极限,之前说过,温度计零度区间(同步静止轨道)向上还有一个拖拽力(离心力),而且这个拖拽力并不是零度区间以上才有,而是从地面向上一开始就渐进式的逐渐逐渐越来越强,请注意,是从地面一开始,也就是越往上,太空电梯原材料承载力就会受到越来越强大的无形之力扶持托举,你品,你细品,即便是软踏踏的一根面条,单纯一个地心引力就可以让它坍塌在大碗里,但如果你拽住面的一头向上提,这根软踏踏的面条能够提多高而不断?如果它是一根金属铅,如果它是一根不锈钢,零度区间(同步静止轨道)之下渐进式向下重力(引力)与渐进式向上拖拽力(离心力),相反两个力平衡抵消,不锈钢需要承载的抗拉力与抗压力综合承载力又是多少?