第四百七十七章 太空電梯

　　所以說將來會建造太空電梯，無論是從省時省力的角度來說，還是其龐大的，可以用噸這個單位起步的運載量，以及大批量的運送人員上太空，這種優勢是普通的太空戰機無法相比的。

　　所以太空電梯這種東西，會在將來逐漸被淘汰，但是對于目前而言，確實是一種必需品。

　　而太空電梯的主要難點和解決方案，在過來這里之前，起源已經給出了一套合理的解決方式。

　　首先是地面站，地面站的建設難點在于選取地址，纜索的固定以及在海面進行施工。

　　首先地面站應該是建設在赤道智商的，選址的氣候應該要滿足常年風力低于2級，無積雨云等可產生雷暴的云層聚集，原理各種氣壓帶和季風環流。

　　除了氣候之外，還要考慮到纜索斷裂的極端情況發生，所以地面站的選址應該是遠離人類聚集的地方，就好像是飛機場一樣，一般都是建設在郊區，除了噪音等問題之外，最主要的就是要避免飛機故障和失事對居民區所帶來的損害。

　　而且這一塊地區的地殼應該要比較穩定，質地堅固以便足以固定纜索，遠離地震。

　　有不少的資料認為，位于日照線以東，美洲大陸以西的赤道就是比較合適的選址，而地面站所要提供的軸向拉力用來固定和維持長達36000英里，甚至是更長的配重物纜索，而纜索埋線深淺度有著非常高的要求。

　　同時地面站還參與分擔應力和擺動，同時地面站還需要更高高度的塔結構來使得纜索保持豎直。

　　所以為了滿足上述的要求，大唐科技需要建造一個超高的塔樓作為錨，這個塔樓的這整體高度最少要有480米，一部分用來在海面下用于固定錨，另外一部分用來應對纜索的應力和擺動，實際在施工的時候，可以根據情況合理的分配地上和地下的高度。

　　在海中進行施工作業這個問題，難度其實并不大，因為“南天門”計劃就是在太平洋海底進行的施工和組裝，對于在海洋之下的作業，智能機器人完全可以勝任這個任務。

　　所以起源在通過比對全球的水文數據和地質數據，準備選取一塊海床質地合適，并且比較穩定的地方。

　　同時地面站為了維持本身的結構，應該最少要有2KM以上的面積，這可以通過填海來實現，較大的面積可以滿足其作為一個空地交通樞紐配置海港，空港甚至是路橋等交通設施，并且在周圍設置配套的城市來滿足載荷或者是乘客所需要的各種服務要求。

　　所以目前是需要一塊海水深度較小，同時海床質地堅硬，可以提供足夠拉力來拉住纜索，防止其直接飛出去。

　　另外一點，就是纜索的問題。

　　纜索是太空電梯最為重點的一個結構，它需要具有較大的半徑，同時需要極高的強度和耐腐蝕性，同時要具有抗剪切以及抗疲勞性，其難點在于如何承擔應力，而且要如何搭建。qq

　　其中的一種解決方法是材料，目前已經有人選用了一種高強度，高耐熱性的復合纖維作為太空電梯的纜索—PBO又稱之為柴隆纖維。

　　這是阿美堅在上世紀80年代所生產的一種用于航天航空的符合材料，然而柴隆纖維的斷裂長度只有384公里，僅僅為最低目標長度的1100，而且成本方面也非常的高昂，可以說若是采用這種的話，將大唐科技賣了都不夠的。

　　而目前最有應用場景的材料，這是一種叫做碳納米管的東西。

　　碳納米管，又名巴基管，是一種具有特殊結構的一維量子材料。

　　碳納米管主要由呈六邊形排列的碳原子構成數層到數十層的同軸圓管。層與層之間保持固定的距離，約0.34nm，直徑一般為220nm。

　　碳納米管的拉伸強度為118.9±4.5GPa，斷裂應變為16.41±0.22，韌性為8.0±0.2GJm3，材料的拉伸屬于非線性彈性行為，與廣泛報道的碳納米管彈性一致。

　　一條太空電梯的纜索，必須耐受大約60100gpa的張力，而鋼大約在承受2gpa的時候就會斷裂，所以碳納米管成為了一個比較合適的材料。

　　而且碳納米管的壽命非常高，因為碳納米管的壽命幾乎與加載的頻率無關，這意味著樣品缺陷是瞬時形成的，裂紋擴展所需的時間可以忽略不計。

　　或者說，其疲勞失效過程是突然發生的，沒有漸進性損傷，不存在損傷累積過程，碳納米管的疲勞壽命，主要取決于初始缺陷的生成時間。

　　不過，碳納米管的疲勞行為與溫度有著一定的關聯，較高的溫度會導致碳納米管抗疲勞能力下降，而在低溫下則表現出更高的韌性。

　　而地球的大氣層，則是會隨著高度的增加，導致保溫效果不斷的減弱，溫度會逐漸的降低，這一特性可以說是很完美的符合碳納米管的疲勞行為。

　　而目前的碳納米管還并沒有能夠投入使用，而且最長的碳納米管也只能生產出來50厘米，距離可以實際使用甚至是制造的線纜是遠遠不夠的。

　　所以葉凡也打算投入一筆資金，進行對碳納米管相關的行業進行研究和開發，再在系統中兌換相關的科技，出成果也只是時間的問題。

　　太空電梯的計劃，定然是要放在“南天門”計劃的浮空城市之后的，也就是說等到三期工程完畢之后，做好相關的生命維生系統，浮空城市則是可以直接飛上太空，成為一個世界上有史以來最大的空間站。

　　所以在這個時候，再在太空展開關于太空電梯的安裝，例如最先安裝同步軌道站，再將纜索垂下去，再搞地面站等工程。

　　在實際上，通過計算也可以得知，質量均勻分布的時候，最大的應力是集中在同步軌道站這個地方的，也就是說，如果纜索全部都采用相同橫截面的話，前半部分的材料能力將會被大大的浪費掉。