据CNET报道,日本科学家将对太空电梯概念进行首次试验。这一理念最早来自20世纪70年代,由著名的火箭科学家齐奥尔科夫斯基提出。

原标题:地产公司打科学广告 此”太空电梯”非彼”太空电梯”!

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出品:科普中国

  这项试验将在2018年9月11日举行。试验内容为:从日本的种子岛太空中心向国际空间站发送两颗尺寸约为10×10×10厘米的超小型卫星,两颗卫星之间由10米长的钢绳链接,在钢绳上装有一个形似电梯的箱子。这两颗卫星在到达国际空间站后将被放入太空,日本的研究人员将尝试使用电机来移动钢绳上的箱子,用以模拟太空电梯的工作原理。

制作:太空精酿

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监制:中国科学院计算机网络信息中心

  未来,太空电梯的一端将保持在地球表面,另一端则将被固定在相对于地球是静止的国际空间站上。如果这项技术可以发挥作用,那么将大大降低向空间站运输货物的成本。如今火箭或航天飞机运送每公斤载荷需花费近22000美元,而太空升降机运送每公斤载荷只需约200美元。不光是货物运输,太空升降机也可以搭载乘客升入太空,使人们实现“站”在太空中欣赏宇宙美景的愿望。

9月14日,日本宇宙航空研发机构JAXA将在种子岛太空中心用H-IIB火箭发射第七艘前往国际空间站的货运飞船HTV-7,这是现役世界第一重的货运飞船,可达16.5吨。不过显然它并没有多少读者注意,反而被一个”世界首个太空电梯即将发射”的新闻抢了头条,国内外的小媒体上到处都是。

  目前该项目的承包商是日本大林组建筑公司,他们已经提出了自己雄心勃勃的计划。根据其理念,太空升降机可以把人抬高至9.6万公里,直接进入太空。每个电梯厢将由6个长约18米宽约7.3米的胶囊组成,可以容纳30人。

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铺天盖地的新闻

  然而,目前这一计划中还存在着诸多技术问题和风险。比如:由于地球自转的原因,升降机在上升时需要极高动力。除此之外,链接地球与空间站之间的缆绳必须是特殊材料制成,并可承受宇宙射线的辐射。此项目除了将花费巨大资金之外,一旦出现事故,将给空中和地面带来惊人的损失。

太空电梯是个很完美的科幻概念,早在人类火箭之父齐奥尔科夫斯基年代他就已经提出了这个美好的设想:普通人能像乘坐电梯一样,借助一根连接天地的绳缆,自由且低成本往返太空。

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美好的太空电梯想象图

报道中提到的所谓太空电梯到底是什么?

它的全称是空间系留自主机器人卫星-迷你电梯(Space Tethered Autonomous
Robotic Satellite – Miniature
Elevator,STARS-Me),这已经是STARS实验系列卫星第四次任务。迷你电梯其实是个昵称,它真正的功能并非如此,真相如下。

  1. HTV夹带的货物

日本已经执行了六次国际空间站的货运任务、且JAXA拥有国际空间站上希望号实验舱、储藏舱、扩展实验舱和机械臂。HTV可以运送重达6.2吨的货物,远超国际空间站货运主力进步号的2.4吨,在执行基本任务需求时夹带一些其他货物也是常态。本次HTV-7任务就额外携带了STARS-Me,SPATIUM-I和RSP-00三个技术验证卫星。

  1. 系留卫星

STARS系列任务都用来验证一种空间应用的技术:系留卫星,或者系绳卫星。它的原理是通过用绳缆从母卫星释放一颗子卫星、或者双星进行伴飞,能自由释放、收回并重复使用,实现各种科学和工程研究目标,先后有香川大学、静冈大学等参与。

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STARS-Me任务艺术构想图

STARS的特色在于低成本的微小卫星编队:两颗微小、犹如魔方大小(10厘米边长的1U立方形)的卫星通过一根约10米的细钢缆相连。这次的-Me任务之所以叫做迷你电梯,是因为钢缆上还将有一个小滑块可以在钢缆上移动,视觉上有一种”电梯”的效果,因而得名,但可以确定的是这跟太空电梯的理念毫无关系。

  1. 到底是做什么的?

STARS-Me任务由静冈大学主要负责研发。毕竟只是两个卫星加一起几千克的极小任务,它的真实作用还是基本的技术验证和教育教学,主要关于通过无线电信号接收辅助判断卫星状态:两颗卫星都能直接与地面通信,它们之间的距离和姿态会导致信号接收出现细微的偏差,在地面的接收站可以通过两股信号的多普勒频移、比特率、信噪比对比等反推这个小型编队的姿态和距离信息。

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