什么是太空码头(Space Pier)？

空间码头是一个新颖的空间发射概念，由纳米技术学家和计算机科学家乔希·霍尔博士构想。霍尔博士偶尔在会议上提出空间码头概念，经常与分子制造相结合，这可能是使这一概念具有成本效益和现实实施的必要条件与传统摩天大...

空间码头是一个新颖的空间发射概念，由纳米技术学家和计算机科学家乔希·霍尔博士构想。霍尔博士偶尔在会议上提出空间码头概念，经常与分子制造相结合，这可能是使这一概念具有成本效益和现实实施的必要条件

与传统摩天大楼相比，空间墩需要用更先进的材料建造。空间墩是一种高100公里（62英里）、长300公里（186英里）的结构物。有效载荷通过电梯从100公里的塔楼中的一个塔上升起，然后用电磁质量驱动器沿水平轨道发射300公里，仅需10克秒，持续80秒，这对于有软垫座椅的人来说是可以忍受的水平，弹丸可以从大气层中弹射出去。使用现代电磁学技术，3公里的轨道足以使弹丸从0到8.2公里/秒（5.1英里/秒）。如果不考虑敏感货物，甚至可以使用更高的加速度，达到逃逸速度（11.2公里/秒或7.0英里/秒）所需的量级。

太空电梯很可能会与卫星相撞。太空码头是一个折衷方案，是为了规避其他常见的火箭后航天技术方案——太空电梯/轨道天棚，一个或两个电磁加速器的想法比一个或两个更有效，但更容易引起人们的注意，霍尔博士观察到，100公里高空的空气密度仅仅是海平面上的百万分之一，这使得有效载荷加速到高速更容易太空电梯会妨碍卫星的运行，除非卫星进入地球同步轨道，否则卫星不可避免地会与之相撞。太空电梯还需要比100公里高得多，大约1万公里甚至更多。因为它的高度是100公里，而不是10000公里，太空码头可以用一种理论上无法大量生产的材料——金刚石制成。这与太空升降机不同，太空升降机需要用原子精确的巴克基管或碳纳米管建造，以支撑自身的重量。钻石已经可以以适中的成本大量合成，但是创造出建造太空码头巨型结构所需的数量，将需要全新的制造工艺。不出所料，霍尔博士提出了分子制造。100公里的结构高度也将使太空码头远离大多数太空垃圾的范围，根据霍尔博士的计算，把一个10吨重的有效载荷提升到100公里的电梯上，然后加速到8.2公里/秒，只需消耗价值5000美元的电力，结果是每公斤半美元。这比目前每公斤10000美元的发射成本要高得多。在这样的加速度下，弹丸没有足够的速度逃逸地球，但它会绕地球一圈，并稳定在大约340公里（211米）的高度。有效载荷需要自己做一些轻微的机动，以确保它的轨道成为一个规则的圆圈。为了逃离地球到达星际轨道，可以把质量驱动器作为航点送入太空，或者用传统的火箭把有效载荷从地球引力井中带出来。对于一系列的塔来说，100公里听起来是一个非常高的高度，但是要注意的是，发射塔接近1公里（062米）的高度已经在建造中，我们用在摩天大楼上的材料也相对传统。21世纪的进步将使我们能够制造以前昂贵的大宗物品，包括钻石。太空码头是这项技术未来有远见应用的一个例子。

发表于 2020-09-08 02:13
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分类：科学教育

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