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《流浪地球2》中高达9万公里的太空电梯,或只能存在于科幻作品中

原标题:《流浪地球2》中高达9万公里的太空电梯,或只能存在于科幻作品中

看电影《流浪地球2》,一定会被剧中太空电梯的展示与被毁那一段场面震撼到,高达9万公里的太空电梯,从地球表面向上延伸的高度超过了如今人类发射的几乎所有的人造卫星,它的上端连接着空间站,这个空间站的高度明显要比如今400公里左右的国际空间站和我国天宫空间站高得多,其作用主要是向月球和太空中运送物资。

那么修建这样一个巨型建筑真的合适吗?它的存在合理吗?人们将来真的会建造这样的太空电梯吗?虽然百余年前就有关于太空电梯的构想,但是从科学的角度来看这种事物,或许它只能在科幻作品中出现。

首先,从材料学领域来看,人类很难制造出能够承受太空电梯这样的巨大拉力的材料,《三体》中汪淼主导研制的“飞刃”材料或许可以,但是那种材料真的能被研制出来吗?从物理学的角度看基本不可能!再坚韧的材料利用的也不过是原子或分子之间化学共价键的结合力,这种力量无法使得某种材料能够承受紧绷数万公里长度而不断。

要知道太空电梯整体上要承受地球引力的拖拽与离心力的甩动,两端的强大拉力对中间的材料强度挑战极其巨大,更何况还有电梯利用它穿梭,巨大的摩擦力以及产生的热能也会给材料本身造成极大的磨损。而其顶端还有巨大的空间站在拖拽,这种力量是目前任何符合物理学原理的已知的或者设想中的材料都无法承受的。

《流浪地球2》电影中描绘太空电梯的船舱在上升时依靠的火箭推力,如果动力还是依靠火箭的话,那么直接发射火箭上去多好呢?用那么大一个吊舱不是更费力吗?所以这一点也不实用!而如果用磁悬浮弹射技术,电梯吊舱的上升和下降又会对太空电梯形成反作用力,导致其上下受力不均,引发整体的波动。

即便这样的电梯能被建造起来,乘坐这样的电梯到达9万公里的高空,又该花费多长的时间呢?如果以普通楼房电梯的速度,三个月都上不去,以每秒100米也需要花费10.4天,以音速上升也要三天多,第一宇宙速度垂直上升也要数个小时。电影中电梯上升的速度和歼20战斗机垂直爬升速度差不多,慢于导弹飞行的速度,这个速度不会超过2马赫,那么从地面爬升到空间站就至少得两天时间,这也不如用火箭发射上去了。

太空电梯的稳定性也极差,在地球大气层中时会受到风向和风力的影响,在太空中也会来回晃动,飞船来回上下时也会引起较大幅度的震动,人待在这样的地方肯定毫无安全感,要使它稳定还要安装很多的姿态控制发动机,这又要增加质量并消耗大量燃料。

建造这样的一台太空电梯,耗资肯定是十分巨大的,然而实用性又不强,各方面又很浪费,技术和材料上又要求极高,那么人类建造它干什么呢?所以虽然早就有太空电梯的科学设想,很多科幻作品中也出现了太空电梯的理念,但是这种事物很可能永远都不会出现。如果将来出现了,除了科技上完成极大突破之外,应该是某些前提条件被改变了,比如非地球环境等。

《流浪地球2》电影中还有一个不可能出现的场景就是空间站的坠落,要知道这个太空电梯高达9万公里,如果是它和地球以同步静止状态运行,那么它的速度将高达每秒7公里多,然而这一高度的逃逸速度其实还不到每秒3公里,所以当它从中间断裂后,它的顶端部位是会在惯性作用下迅速甩出去的,它将永远远离地球,不会再掉落到地球上。

即便它因为某种原因要掉落,所花费的时间也会很漫长,9万公里的高度相当于地球赤道周长的两倍多,我国1970年发射的东方红一号卫星至今仍在天上无动力飞行,而且仍然会飞行至少数百年时间,而的高度也仅有数百公里。

所以电影中最具震撼观感的太空电梯在现实中基本不会出现,未来人类科技再发达,它出现的可能性都是非常小的。不过上述这些并不影响《流浪地球2》是一部伟大的科幻作品,相对于美国那些用超级英雄拯救世界的所谓科幻片,《流浪地球》的科学性不知道要强了多少倍!

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发布于:河北省
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