熱氣球太空電梯

一說到太空電梯,大家就想到需要一根又長、又結實還很輕的纜繩,從地面直達太空。可是以目前的技術來說,很難實現,成本也肯定很高昂。

我的方案是將長長的纜繩分割成一段一段,每段各自用氣球的浮力支撐纜繩,這樣繩子就僅僅承擔自己一小段的重量,就像下面這個樣子。

 

在這個示例中,每一段稱爲節點。主要包含一個支撐框架、熱氣球、纜繩、風扇和控制系統。

支撐框架

支撐框架爲所有設備提供支撐能力,例如纜繩綁在它的下面,熱氣球掛在他的上面浮力。同時也爲維修這些設備提供平臺。

 熱氣球

熱氣球綁定在支撐框架上,爲節點提供浮力,目前我選用熱氣球,主要原因是可以通過調節溫度來控制浮力的大小,保證所有的節點互相之間不會產生任何上下之間的力。當然我們可以採用其他更好的技術。

纜繩

在這個示例中,包含了一些纜繩,纜繩主要目的是讓節點提供充分的電力,而不是提供拉力,電力順着纜繩從地面一直傳輸到太空,這樣所有節點隨時隨地都有電力供應。

風扇和控制系統

顯然,即使有輕微的微風,也會造成長長的電梯扭曲變形,隨風亂跑。控制系統由風扇、GPS和電腦組成,當檢測到節點偏離了既定的位置時,電腦控制各個風扇朝某個方向吹風,使其節點基本保持在既定的位置,我認爲使用小型的電渦輪風扇,有輕風力足夠,可能比較適合。 當出現上下力不均衡時,控制系統也會調節氣球的溫度,從而保持節點的上下位置不變,節點無互相拉扯。

 

轎廂

顯然這個電梯不可能像平常大樓所看到的那樣,因爲那樣還是需要一個長長的纜繩拉動轎廂。 轎廂和節點類似,處在節點四周運行,轎廂上方包含熱氣球,由電纜與纜繩連接爲轎廂提供電力,類似高鐵頂部的”大辮子”,當然,轎廂的平衡、上升下降和節點的概念類似。

建造

每個節點可以在地面的工廠組裝建造完畢,然後通過現有纜繩提供電力,自行爬升到指定位置,大大提高了建造效率。

高度問題

我能查到的資料中顯示,氣象氣球最高可以飛到50km,主要是太空中氣壓太小,氣球膨脹,還有密度造成浮力平衡。 所以節點可以通過控制熱氣球的氣壓,防止在高空中氣球過大破裂,節點同時可以調節溫度,讓氣球提供更大的浮力,當然,這些我沒有能力計算最大支撐多高的高度。

價值

這個高度離國際空間站的334公里還有很大的距離,也許只能達到50至100公里。但我們可以在這個高度廉價的拼接大量節點,建立一個巨大的平臺,在這個平臺,可以做太空旅遊,火箭的再發射平臺,甚至直接放置通信衛星。

 

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