趁第二季的空檔來討論一下OO的背景之一--軌道電梯

[volup (科抖科)]

首先 這是wikipedia的連結


http://en.wikipedia.org/wiki/Space_ladder   英文版

http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%A9%E6%A2%AF   中文版

中文的資料不多 看英文版的會比較詳細

以下節錄 翻譯來自wiki的一些重點


天梯 (Space Ladder) 或稱軌道電梯 是輸送物資或人員到軌道的一種系統

簡單的說就是拉一條很長的繩子到外太空 在靜止軌道的上方綁一個平衡錘

利用離心力來拉住整條天梯

須注意的是 繩子因為在不同的地方承受的不同的張力 因此有不同的截面積

大部分是承受自己的重量 因此最靠近靜止軌道的地方必須最粗 兩端最細


其截面積公式很複雜 很難在BBS顯示 參數有重力常數 纜繩密度 張力 地面點高度等

(詳見英文版Cable taper的章節)

不過簡單來說 如果用鋼來做纜線 光是在地面的口徑是一公分的纜線

到靜止軌道(42,164km)他的直徑也會到數百公里 簡單的說 就是要又輕又強韌的材料

因此直到奈米炭管的出現 才讓天梯的建造成為可能


貨艙(Climber)

就是籌載貨物或人員 沿著纜繩爬升的載具

和我原本想的不一樣 原來貨倉是必須自身推進 不能靠纜線來提供動力
除非纜線可以達到常溫下超導體才有可能供給貨倉能源
比較被推崇的提案是靠地面發射高功率雷射向貨倉傳輸能量
(可是我不知道貨倉接收到電力後 要怎麼沿著纜線向上爬? 用輪子夾著滾嗎?)
另一種解決方案是像纜車獲電梯一樣 纜繩本身跟著動
但是除非找到更強的材質 才有辦法作出截面積均勻的纜繩 讓整條纜繩上下移動


天梯的建造

天梯的建造方法 當然不是像蓋杜拜塔一樣一路蓋到靜止軌道

最早提出的方法是把整條天梯發射到靜止軌道

然後同時向地面和外太空展開 引潮力會自然把整條天梯拉直

但是這種方法需要用傳統火箭送上上數千噸的物資

於是有人提出 可以先用上述方法建立起一個極小的"種子"天梯

然後再用那個天梯慢慢運送整個天梯所需要的資材到軌道


如果天梯斷掉會怎樣 嗯 鋼彈作品總是有殖民地墜落等大災難

OO裡面軌道電梯沒被打斷一條實在讓我意外 可能第二部會滿足我這破壞狂吧

但是天梯斷了真的會是場大災難嗎 要看斷在哪

如果斷在靠近纜線的末端 也就是靠近地面站或是平衡錘附近

那就需要瞬間調整一些質量 或許可以讓天梯繼續漂浮

那如果是斷在靠近中間點 那這條天梯可以說是玩完了

許多科幻小說喜歡描寫天梯斷裂造成巨災的場景

數萬公里的纜繩往地面墜落 但是事實上在墜落的過程中

較上層的部分會被大氣層燒掉 下層的部分

別忘了奈米炭管是很輕的東西 加上根據截面積公式 兩端的纜繩比較細

所以會像紙一樣飄下來XD



結論:真正的天梯應該不會像OO或銃夢裡面那麼宏偉

     遠看只不過一條細細的線 甚至看都看不到

     貨倉應該也是外露 而不是被包在裡面爬



那在OO裡 軌道電梯和太陽能系統有什麼關係呢

個人猜想應該就是純粹要大規模地把太陽能電池送上去

或許那時太空科技還不足以在太空建立太陽能電池工廠

只好全部從地面送上去

(茂迪 中美晶 昱晶 綠能: 幹 才剛遷廠到大陸 現在又要遷廠到月球)

至於電力 輸送 前面提到了 纜繩本身無法輸電 所以還是用微波傳送


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◆ From: 220.137.79.100
推 GP03D:Z.O.E裡也有軌道電梯~
推 FANG0100:一樓指的是ZONE OF THE ENDERS嗎??
→ featherfish:爆走兄弟MAX也有軌道電梯
推 udo:勇者警察也有軌道電梯崩塌的場面
推 KennySauber:好久沒看到Z.O.E這名字了...(煙)
推 PDream:以後就是月球設廠的問題了.......(疑
推 onionsteven:希洛潛入月面基地
推 reinhert:真到好久沒聽到Z.O.E了，三代還是一點消息都沒有阿= =
推 Pheusteu:是00零零 不是OO歐歐 (我快變正名魔人了)
推 macrose:小島這糟糕人MGS4還沒搞完，沒空搞ZOE啊啊啊~~~
→ macrose:Front Mission：Gun Harzard裡面也有軌道電梯，而且還很粗
推 xxray:洛克人X8也有軌道電梯，也是電梯在柱子裡跑的,,,
推 henryyeh0731:奈米碳管輕歸輕 纜繩本身還是有數百萬噸以上的
推 FANG0100:我覺得ZOE在不出續作就浪費了ˋˊ
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作者: henryyeh0731 (宅男!!(指)) 看板: GUNDAM
標題: Re: 趁第二季的空檔來討論一下OO的背景之一--軌道電梯
時間: Sun Apr 20 14:25:54 2008

關於軌道電梯其實可以看看金 史丹利的火星三部曲
關於太空電梯有蠻詳細的描述

個人認為現階段最可行的電梯製造法是如小說中般所述
捕獲小行星或隕石之流的天體，利用機器人將天體做為材料慢慢的生產纜繩
並在生產纜繩的期間漸漸靠近地球，在不斷的調整質量與引力的情形下
等纜成完成的時候正好垂懸到地球表面，再由地表的基地站捕獲。

太空電梯目前最大的問題反而不是纜繩本身的材料或工程問題
而是要怎麼把電梯箱送上太空
因為纜繩本身無法作為良好的能量載體，且初期太空電梯的規模不可能太大，頂多就一條
纜繩+電梯箱，因此在能量的傳遞上有困難；再來，電梯要怎麼"爬"也是個問題

現在每年都有舉辦相關的競賽來尋求最佳解，有興趣的版友可以上網辜狗一下

至於太空電梯受到破壞會不會造成浩劫?
基本上...沒有答案
因為根本沒有實際案例可供佐證

但我個人相信
在初期的簡陋太空電梯如果遇到軌道站被恐怖份子破壞以致於影響其質量平衡
數萬公里的纜繩將會"鞭"向地球
受到科式力以及重力的影響，纜繩末端的速度會超過音速，有可能會對地球赤道範圍造成
影響 ，會不會像紅火星中所說的纜繩鞭打地表並且圍繞赤道數圈這就不得而知了
因為奈米碳管雖然在強度上是最理想的材質，但是他在熱穩定性方面其實頗差，在通過大
氣層時高溫的情形下會有什麼樣的影響就不在我的知識範圍之內了。(畢竟纜繩不會只有
奈米碳管一種成分)

至於樓上有人說奈米碳管會用飄的...基本上我不太贊同
保麗龍輕不輕?
一塊保麗龍或許會漂...幾百噸的保麗龍總夠瞧的
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※ 編輯: henryyeh0731    來自: 140.134.204.48       (04/20 14:31)
推 gnest:有空氣阻力啊，密度低體積就更大
推 MIERDA:大氣層沒有高溫呀~~除非是飛回地球..降落時與空氣摩擦才有
→ MIERDA:高溫..擺在那不動溫度怎麼會增加~~