热气球太空电梯

一说到太空电梯,大家就想到需要一根又长、又结实还很轻的缆绳,从地面直达太空。可是以目前的技术来说,很难实现,成本也肯定很高昂。

我的方案是将长长的缆绳分割成一段一段,每段各自用气球的浮力支撑缆绳,这样绳子就仅仅承担自己一小段的重量,就像下面这个样子。

 

在这个示例中,每一段称为节点。主要包含一个支撑框架、热气球、缆绳、风扇和控制系统。

支撑框架

支撑框架为所有设备提供支撑能力,例如缆绳绑在它的下面,热气球挂在他的上面浮力。同时也为维修这些设备提供平台。

 热气球

热气球绑定在支撑框架上,为节点提供浮力,目前我选用热气球,主要原因是可以通过调节温度来控制浮力的大小,保证所有的节点互相之间不会产生任何上下之间的力。当然我们可以采用其他更好的技术。

缆绳

在这个示例中,包含了一些缆绳,缆绳主要目的是让节点提供充分的电力,而不是提供拉力,电力顺着缆绳从地面一直传输到太空,这样所有节点随时随地都有电力供应。

风扇和控制系统

显然,即使有轻微的微风,也会造成长长的电梯扭曲变形,随风乱跑。控制系统由风扇、GPS和电脑组成,当检测到节点偏离了既定的位置时,电脑控制各个风扇朝某个方向吹风,使其节点基本保持在既定的位置,我认为使用小型的电涡轮风扇,有轻风力足够,可能比较适合。 当出现上下力不均衡时,控制系统也会调节气球的温度,从而保持节点的上下位置不变,节点无互相拉扯。

 

轿厢

显然这个电梯不可能像平常大楼所看到的那样,因为那样还是需要一个长长的缆绳拉动轿厢。 轿厢和节点类似,处在节点四周运行,轿厢上方包含热气球,由电缆与缆绳连接为轿厢提供电力,类似高铁顶部的”大辫子”,当然,轿厢的平衡、上升下降和节点的概念类似。

建造

每个节点可以在地面的工厂组装建造完毕,然后通过现有缆绳提供电力,自行爬升到指定位置,大大提高了建造效率。

高度问题

我能查到的资料中显示,气象气球最高可以飞到50km,主要是太空中气压太小,气球膨胀,还有密度造成浮力平衡。 所以节点可以通过控制热气球的气压,防止在高空中气球过大破裂,节点同时可以调节温度,让气球提供更大的浮力,当然,这些我没有能力计算最大支撑多高的高度。

价值

这个高度离国际空间站的334公里还有很大的距离,也许只能达到50至100公里。但我们可以在这个高度廉价的拼接大量节点,建立一个巨大的平台,在这个平台,可以做太空旅游,火箭的再发射平台,甚至直接放置通信卫星。

 

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