美国“天梯”工程将于多久完工?

作者&投稿:示明 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
太空电梯的建设计划~

最早提出太空天梯设想的人是俄罗斯著名学者齐奥尔科夫斯基。他提议在地球静止轨道上建设一个太空城堡,和地面用一根缆绳连接起来,成为向太空运输人和物的新捷径。所谓地球静止轨道,是因为当在该轨道上的航天器以每秒7.27×10-5弧度的角速度绕地球运行时,正好与地球自转的角速度相同,故从地面上看去,好像固定在太空中不动一样,因此才被称为地球静止轨道。正缘于地球静止轨道的这种特殊功能,齐奥尔科夫斯基才提出在它上面设置一个太空城堡,垂放一根缆绳锚在地球赤道上,就可成为通向太空的天梯。这架梯子可以笔直地通向静止轨道,在无外力影响时它不会弯曲,能成为通往太空的运输线。据俄罗斯《真理报》报道,“太空电梯”——这个世界上独一无二的设想将在最近几年有突破性进展。受欧洲太空署委托,俄罗斯萨马拉太空大学的科学家一直在研究建造这种可以把许多物品从国际空间站送回地球的装置。报道称,俄罗斯萨马拉城的科学家已将“太空电梯”的研究工作进行到工作收尾阶段。这部“太空电梯”的主要工作原理其实并不复杂,装有货物的太空舱通过一根30公里长的特别牢固的缆绳送回地球。虽然缆绳很长,但其重量不会超过6公斤,需要用特别材料制成。当其进入大气层后,缆绳会燃烧,而货物则接着依靠气球继续缓缓地落向地球。 1970年,美国科学家罗姆·皮尔森进一步完善了太空天梯的设想。1999年,美国宇航局马歇尔中心的先进办公室发表了《天梯:太空的先进基础设施》一文,标志着天梯将从幻想走向现实。2004年6月30日,在华盛顿召开的第三届国际天梯会议上,专家们对天梯这一宏伟构想进行了探讨。时隔仅仅9个月,2005年3月23日,美国宇航局正式宣布太空天梯已成为世纪挑战的首选项目。以研究天梯而著称的西弗吉尼亚州费尔蒙特科学研究所的布拉德·爱德华兹博士在论文中写道:“天梯可以使人类历史实现跳跃性的发展。”他认为自己构想中的初版天梯可能在2019年问世,其成本大约为70亿~100亿美元,与人类其他大型太空工程相比,这项费用并不算太大。太空天梯一旦建成,就可昼夜不停地开展运输工作,把旅游者和货物送入太空,并大大降低运送费用。如今火箭发射或航天飞机运送每公斤有效载荷约需2万美元,而太空天梯运送每公斤物品仅需10美元,从而能够推动空间技术实现跨越式发展。在月球上建天梯2012年,由美国航空航天局前工程师迈克尔-莱恩创办的电梯港集团公司宣称,由于在月球上建太空电梯比在地球上建更容易,所以该公司可用现有技术在月球上建造一座太空电梯,并表示这一想法能在8年内成为现实。“大约在六个月前,我们的研发工作取得了根本性突破,我们认为这一突破将改变人类文明”,前美国国家航空航天局工程师、现任美国电梯港集团总裁迈克尔·莱恩表示,这个突破性的进展可以让他们借助现有技术,让搭载人造卫星的火箭进行月球单程之旅,以及成功建造能够在月球使用的太空电梯,而这一想法可能在八年内实现。据报道称,该公司开发的“太空电梯”系统,计划首先利用缆绳测试该系统,然后才推出月球系统。该公司研究人员最终希望使用一个“太空电梯”把月球和空间站连接起来。为了实施这个庞大的计划,他们在网上发起了一项集资活动,希望为月球“太空电梯”筹得第一笔资金。资金主要用于创建一座与地面相连的悬浮球载平台,这样机器人可以借助它向空中上升1.2英里(约合2000米)。2001年到2003年期间,莱恩先是与美国国家航空航天局先进理念研究所的团队合作,共同开发“太空电梯”。2003年,他加入电梯港集团,通过实验实现了让机器人在悬浮球载平台的帮助下向空中上升了1英里(约合1600米)的试验。由于经济危机的影响,该公司在2007年到2012年期间曾被迫关闭,很多人已经离开并参与到其他项目的研发当中。莱恩说,他们正在培训一个新的合作团队。据了解,该公司进行一年的可行性研究至少需要300万美元。该公司希望,如果这项技术成功的话,也可以应用在地球上的其他领域。比如,它们还可以在地球上充当廉价的通讯塔,以帮助提供无线网络、监控农作物生长、预防森林火灾,若在上面安装摄像机,人们还可以借助它来观测一些自然灾害的后续情况。 日本建筑公司大林组计划建造一部太空电梯,将游客送入距地面约合3.6万公里的太空。太空电梯的缆绳将与太空中的一座空间站相连。根据大林组的计划,太空电梯梦想有望在2050年成为现实。日本大林所设计的太空电梯缆线,全长为地球到月球距离的大约四分之一,这相当于9.6万公里。电梯缆线固定在地球地表一个定点上,另一头系着一个起平衡作用的铅坠。电梯电缆的中间部位是一个太空站,该太空站内将建设实验设施及居住的空间。据介绍,升降机每次可以同时搭乘30名游客升入卫星空间站中,让他们有机会“站”在太空中欣赏宇宙美景。据悉,升降机需要花费一周的时间才能到达空间站,但乘客们基本不需要接受任何太空旅行方面的训练。 该太空电梯被命名为“东京天空之树”,高2080英尺。这座高塔还将作为一个数字广播天线,陆续不断地吸引东京以及更远地区的太空观光游客。Satomi Katsuyama说:“我们的专家对建筑、气候、季风和设计等方面进行了综合分析,他们表示这座太空电梯具有一定的可行性。” 2012年,日本的大林组建筑宣布预期在2050年就能完成一个“天梯”的建造项目。这个项目能将乘客带到3.6万千米的高空太空舱俯瞰地球,而电梯的总建造高度将达到9.6万千米。 2012年,大林组首次完整提出“天梯”计划,为此他们邀请所有日本的大学参与进来,共同研究“天梯”所需要的技术。大林组自信能在2025年开始建造太空电梯。“天梯”需要轻而耐重的材料,纳米管就是极佳的选择,然而现在的技术障碍是大林组还不能造出足够长度的纳米管,能造出的只有三厘米长。预计每个电梯厢能装下30名乘客。但是“天梯”项目到底能不能创收是未知数,“天梯”维护计划也没有出台。 日本建筑业巨头大林组公司表示,“太空电梯”将在2050年之前竣工,能把人升高9.6万公里,直接进入太空。届时,每个电梯间能坐30个人,在磁力线性发动机的推动下向上爬升7天,就能从地面直接到达在太空中新建的空间站。另外,“太空电梯”的费用还不到航天飞机的1/100。要知道,航天飞机平均运送1公斤货物耗资2.2万美元,相对而言,“太空电梯”仅花费200美元。专家们曾于2012年召开研讨会,肯定了“太空电梯”的可行性,同时认为,这样一个庞大的项目必须通过国际合作才能实现。而一旦有了“太空电梯”,人们就不必完全依赖航天飞机了。大林组公司的研发经理表示,“太空电梯”的梦想之所以能够实现,得益于碳纳米技术的发展。“纳米材料的抗拉强度几乎比钢铁高出100倍……现在我们还做不出来那么长的纳米缆绳,最多只能做到3厘米……但是在2030年之前应该能够做到。”另外,日本神奈川大学的研究团队负责机械电梯间的研发工作,致力于改善升降以及刹车系统。

美国柏克德(BECHTEL)工程公司始创于1898年,至今历史已逾百年。公司总部位于美国加利福尼亚州旧金山市,是一家具有国际一流水平的工程建设公司,目前在全球各地区拥有四万余名员工。该公司在工程界一直享有盛名,连续多年在美国《工程新闻记录》的国际知名工程承包商及国际工程设计咨询商评选中名列前茅。业务领域:轨道交通系统;航空和港口;火电和核电厂;炼油厂和石油化工厂;采矿和冶金;国防和航天设备;环境保护和有害废料处理工程;电信网络;管道;石油和气体开发。代表性工程:美国胡佛水坝;英法海峡海底隧道;科威特油田灭火;波士顿公路干道、隧道;无线网络扩建;伊拉克战后重建;清理三哩岛核泄漏;朱拜尔工业城;香港国际机场;旧金山地铁;卡特里娜飓风灾难援助。柏克德在中国:柏克德公司于1979年开始涉足于中国市场。在过去的二十几年中,柏克德在中国完成了包括基础设施、能源、商业设计、工程设计和施工等各类项目100多个,其规模从数十亿美元的发电厂到中小规模的工业厂房。柏克德始终以客户要求和其自身倡导的高质量标准为目标,在预算控制内如期完成任务。为适应柏克德的业务在国内快速发展的需要和支援柏克德全球大型项目的承接,柏克德2005年在上海成立了上海的柏克德 (中国 )工程有限公司,主要参与柏克德公司全球大型工业项目,尤其是油、气及化工领域的项目。到2011年为止员工人数已达300余人。伊拉克战后重建:柏克德公司始终以敏锐的战略眼光,对世界热点地区的建筑市场密切关注。自伊拉克战争结束以来,该公司积极参与到伊拉克重建中来。战后该公司获得了美国政府授予的一项重建伊拉克基础设施的巨额合同。根据合同,柏克德公司将参与建设伊拉克的主要交通干线、电力系统、城市供水和污水处理系统、机场和乌姆盖斯尔港口以及重建学校、医院等政府建筑。这是战后美国政府签订的最大一份伊拉克重建合同,包括价值3400万美元的先期合同,和将在随后18个月内签订的价值6亿8千万美元的合约。柏克德公司电力分公司决定在伊拉克电力能源重建项目与埃及合作,将利用埃及的技术生产发电设备,完成Sedi Krir发电站的二期工程。卡塔尔国际机场:09年年初海湾能源富国卡塔尔宣布,该国为修建一座新的国际机场将与美国柏克德公司签署价值二十五亿美元的合同。整个机场修建工程分三个部分,工程投资总额将达五十亿美元。柏克德公司拿到的一期工程的工程投资总额高达二十五亿美元。一期工程将于2008年完工。卡塔尔新国际机场建成后,每年接待乘客数量将由原来的460万上升为1200万。如此巨额的大工程向我们展示了世界各国对柏克德公司的充分认可和信任。作为一个百年企业,柏克德公司成功的经验在于把知识和经验看作企业的重要资产,大量投入资金并加强管理。公司的一切知识管理计划只针对那些回报率最高的领域。柏克德公司的经验表明,促使企业中的人员作出正确决策是成功的关键。必须为人们提供制定正确决策所需的知识。知识决定决策,决策创造价值。知识管理必须关注知识的应用,而不仅仅是知识的内容。影响人们的行动,推行高效的工作流程并提供所需的技术支持,巧妙地保持这三者的平衡,才称得上最佳的管理方法。通过多年的实践,该公司管理者发现只有对企业的“复合型知识”进行优化管理,才能获得更大的收益。柏克德公司目前正努力建立一套用以促进复合型知识的迅速普及的基础设施,并且在此过程中充分调动项目团队中每一位成员的力量。这将有助于该公司为遍及世界各地的客户提供更加出色的服务。同时,公司主要工程项目的收益率也有望得到可喜的提高。柏克德公司在知识管理中对传递的知识内容与知识范围相当重视。客户选择该公司是因为其丰富的专业知识和经验。但是考虑到这些建设项目的投资额往往非常巨大,客户们经常对其运营支出感到担忧也在情理之中。 降低支出的方法有很多,但是许多方法都是以损害质量或企业对将来的投入为代价的。柏克德公司的方式看起来有些不易理解,它是依靠增加成本来达到降低成本的目的。简单地说,如果能够为积累知识与经验提供更多的投入,企业就能创造更多的财富并降低成本。柏克德公司的人员对确保项目进度极其重视。对他们来说,最大的问题在于,把从各种渠道收集到的所需信息进行汇总要耗费大量的时间。该公司希望借助建立“知识超级便利店”的方法缩短项目周期,提高客户服务质量,关注知识管理系统的服务质量并获得更大的效益。知识管理是手段而不是目的。由于企业的竞争优势在很大程度上取决于企业决策的科学性,因此知识管理的作用极其重要。柏克德公司注重人才培训和知识积累的做法在业界受到了广泛的肯定。公司在人才培养方面投入了大量的资金,目的在于长期的收益。正是企业培养出来的一批批技术过硬的人才以及凭借以往百年积累的经验使得柏克德成功地完成了一个又一个规模大、难度强、要求高的项目,用事实证明了自己的实力。这些矗立在世界各地杰出的项目为企业树立了良好的形象,并为企业今后的发展奠定了坚实的基础。做企业要重视知识和人才是柏克德公司一向的信念,我国工程企业也要充分认识到知识和人才对企业发展所起到的关键作用。企业的发展要有长远眼光,这正是柏克德公司一直领军世界工程界的重要原因。

差不多要10年  添加新图片天梯,又译空间电梯,是一种低成本将有效载荷从地球或其它星球的表面运输到空间的解决方案。这个方案旨在建造一部称作天梯的运输工具。   对于建造在地球上的天梯,平衡锤需要位于距离地面至少3.6万千米上空,使用3.6万千米长的缆绳与地面连接。这种缆绳必须十分结实,目前已经的材料中,只有碳纳米管可以胜任。包括平衡锤和缆绳的质心位于地球同步轨道的高度,同时为了保证整个装置固定,地面基站通常建造在赤道附近,同时应该尽量选择商业飞行较少的区域,以避免飞机与缆绳或货舱相撞,同时缆绳和货舱还必须能够抵御来自风和闪电的袭击。对于建造在月球上的天梯,要求相比地球要低,因为月球重力较小,且没有大气因素影响,自转速度较慢,且为同步自转。这种条件下,平衡锤可以建造在月球和地球的引力中点,即月球的拉格朗日点上。天梯的概念最初出现在1895年,但是甚至就在几年前,它还仅仅只是一种科学幻想,因为找不到一种合适的材料来制造足够强度的缆绳。随着近年纳米技术取得的突破性进展,建造一部现实的天梯已经成为可能,预计其建造成本约100亿美元,远少于超过国际空间站或航天飞机计划的投资。 组成   平衡锤:平衡锤是一个比较重的物体,放置于同步轨道上方。   缆绳:缆绳是一条十分长且结实的绳子,上粗下细,用于连接地面与平衡锤。   货舱:货舱用于装载货物,它可以顺着缆绳在空间和地面之间上下移动。   地面基站:地面基站用于将缆绳固定在地面上,并为货舱的移动提供能源,能量通过激光传送到货舱。 核心部件    天梯概念艺术图天梯的核心部件将是碳纳米管合成缆绳,它只有几厘米宽,几乎只有一张纸那么厚。碳纳米管发现于1991年,它的发现使科学家认为天梯是能够建成的。Spaceward Foundation的布拉德利·爱德华兹(Bradley Edwards)博士称,“以前,找到合适的材料难度太大了。但现在,我们离实现这一目标越来越近,因为在制造碳纳米管和有效的拉丝机方面都取得了进展,这种拉丝机能将制作伸向太空的缆绳所需的材料拉得足够长。”   碳纳米管在强度上可能会比钢高100倍,但却像塑料一样柔韧。碳纳米管之所以会有如此高的强度,是因为它们具有类似于足球的独特结构。一旦科学家们能够用碳纳米管制成纤维,那么就有可能制作出形成天梯缆绳所需的细丝。以前考虑的材料要么是强度不够,要么是不够柔韧,无法制成缆绳,而且易断。   太空电梯公司的研究主管汤姆·纽金特(Tom Nugent)说,“这种材料具有非常高的弹性模量,并且它们的抗张强度也非常高,而且,理论上使天梯相对容易建造的所有材料特性,这种材料都具备了。”   有两种方法可以制作缆绳:   用数米或更长的长碳纳米管编成类似绳子的结构。截至2005年,最长的纳米管也只有几厘米长。   可以将较短的纳米管置入到聚合物基中。目前的聚合物与碳纳米管之间结合得不够紧密,因而在拉紧时会将基质拉离碳纳米管。   一旦制作出长碳纳米管缆绳,就会将它缠成一个轴状物发射到轨道中。当太空船载着这个轴状物飞至特定高度(可能是近地轨道)时,它就会开始将这个轴状物散开,使缆绳落回到地球上。同时,这个轴状物会继续向上运动到更高的高度。当缆绳落入地球的大气层时,就会有相应的装置捕捉到它并使它继续下落,最后将它锚定到海洋中的一个移动平台上。这条缆绳有点像铁轨,将用作进入太空的航线。这样,就可以用机械升降机顺着这条缆绳上升到太空中。 使用    升降机尽管缆绳仍是一个处在概念阶段的部件,但天梯的所有其他部件均可以利用现有的技术制造出来,这些部件包括机械升降机、锚站和光束动力系统。到缆绳制造出来时,其他部件也差不多都准备好了,在2018年左右即可实现发射。   升降机   机械升降机将顺着缆绳升入太空。升降机上的滚轮夹紧缆绳,滚轮胎面与缆绳之间的摩擦力往下拉绳索,这样,摩擦力产生的反作用就会使升降机得以顺着天梯向上攀爬。   锚站    锚定平台天梯的下端将连在赤道附近的太平洋海域中的一个移动平台上,该平台将缆绳锚定在地球上。   平衡站   缆绳的最顶端将有一个很重的平衡站。在早期的天梯计划中,曾考虑捕捉一颗小行星并将它用作平衡站。但是,在太空电梯公司和科学研究所(ISR)最近关于天梯的计划中,多数还是考虑使用人造平衡站。实际上,可以将用来制造缆绳的设备(包括用来发射缆绳的太空船)组装成平衡站。   动力光束   升降机将利用位于锚站或锚站附近的自由电子激光系统来提供动力。ISR称,这种激光会将2.4兆瓦特的能量传送给附着在升降机上的光电池,这种光电池可能由砷化镓(GaAs)制成,然后光电池可以将这些能量转化成电能以供传统的铌磁直流电电动机使用。   一旦投入使用,升降机几乎每天都可以在天梯上往返运动。升降机的大小各异,最初为5吨,最大可达20吨。20吨重的升降机的有效载荷可达13吨,其内部有900立方米的空间。升降机将以约190公里/小时的速度顺着缆绳向上运载货物,所运货物从人造卫星到太阳能电池板,五花八门,最后它还将载人上天。 保持正常运转   位于100,000公里的高空中时,天梯将很容易遭到包括天气、空间碎片和恐怖分子在内的许多危险因素的破坏。随着天梯从计划阶段走向设计阶段,开发人员开始考虑这些危险因素及相应的克服办法。实际上,为了确保始终都有可以使用的天梯,开发人员计划建造多个天梯。从第一个天梯开始,后续天梯的建造成本将依次递减。第一个天梯将用作其他天梯的建造平台。开发人员通过这样做来确保在某一个天梯遇到问题的情况下,其他天梯仍能继续向太空运送人员和物资。   避开空间碎片   与空间站或宇宙飞船一样,天梯将需要具备避开碎片、人造卫星等轨道物体的能力。锚定平台将采取主动回避措施来保护天梯免遭此类物体的破坏。目前,北美防空司令部(NORAD)所跟踪物体的大小都在10厘米以上。保护天梯需要配备轨道碎片跟踪系统,它能够探测到大小为1厘米左右的物体。目前正在为其他空间计划开发这项技术。   “我们的计划是将缆绳锚定到海洋中的一个移动平台上,”太空电梯公司的汤姆·纽金特(Tom Nugent)说,“实际上你可以来回移动锚定点的位置,从而将缆绳拉离人造卫星的航道。”   防御攻击   将天梯置于偏远位置将是降低恐怖分子攻击风险的最佳方法。举例来说,第一个锚定点将位于赤道附近的太平洋海域,与任何空中航线或海洋航线的距离至少为650公里,这是太空电梯公司透露的信息。任何攻击都只能威胁到天梯的一小部分装置,即15公里处及以下的所有装置。此外,天梯将是十分宝贵的全球资源,可能会受到美国及其他国家/地区军队的保护。 研究进展    太阳景观的概念艺术图天梯对全球带来的潜在影响力堪与另一项伟大的运输成就美国洲际铁路相媲美。这条洲际铁路于1869年在美国犹他州的普瑞蒙特瑞(Promontory)竣工,它首次连通了美国的东海岸和西海岸,加快了美国西进运动的进程。这条铁路建成后,横贯全美的旅行只需几天就可以完成,而在此之前则需数月。它还开拓了新的市场,诸多全新的产业皆因它而兴起。到1893年,美国已建成五条洲际铁路。   天梯这一想法与洲际铁路有许多相通之处。天梯将开创地球与太空之间永恒的连通之门,这道门永远都不会关闭。虽然它不会加快太空之行的速度,却能使太空与地球之间的往来更为频繁,并将开创一个崭新的发展时代。天梯的建成将大大降低向太空运送货物的成本,或许这就是促成天梯这一想法的最大动力。尽管天梯的升降机比采用化学推进的宇宙飞船慢,但这种升降机却将每公斤的发射成本从22000到44000美元降到900美元左右。   据“天梯——NIAC第二阶段最终研究报告”(The Space Elevator, NIAC Phase II Final Report)的作者布拉德利·爱德华兹透露,目前估算的天梯建造成本为60亿美元,法律法规方面的费用为40亿美元(爱德华兹就是布拉德利·卡尔·爱德华兹博士,他是“碳设计”(Carbon Designs)公司的总裁和创始人。)。相比之下,1971年预测的宇宙飞船计划的成本为52亿美元,但最终却耗费了195亿美元。此外,宇宙飞船每飞行一次都要耗费5亿美元,这一数字超过当初估算的50多倍。   天梯可能会取代宇宙飞船成为主要的航天器,并将用于人造卫星部署、国防、旅游和其他开发。再往后,太空船将顺着天梯的缆绳攀升至太空中,然后再朝向其主目标发射。这种发射方式所需的燃料更少,因为它省下了采用传统方式发射时冲出地球大气层所需要的部分燃料。有些设计人员还认为,天梯可以建在包括火星在内的其他行星上。   NASA曾资助爱德华兹博士的研究长达三年。但在2005年,它仅给研究天梯的各家公司提供了2800万美元的奖金。尽管它仍然非常关注这一计划,但眼下它更愿意静观其变,等待出现更为实质性的进展。


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秭归县19227081249: 美国企业家欲建从月球通向太空天梯,但月球和地球都在转动,怎么建的成? -
骑昆单硝: 楼主说的应该是“巴比伦塔”吧! “巴比伦塔”天梯,是一种低成本将有效载荷从地球或其它星球的表面运输到空间的解决方案.这个方案旨在建造一部称作天梯的运输工具.当然,这个天梯现在还没有建好! 对于建造在地球上的天梯,需...

秭归县19227081249: 将地球和月球之间架起一座天梯有可能吗?
骑昆单硝: 2005年01月03日新闻晨报:如果有人说,要架起一部天梯,往返月球,你一定以为那只会发生在遥远的未来或科幻小说中.但大名鼎 鼎的美国宇航局(NASA)却正在资助美国科学家杰尔姆·皮尔逊将他冥思苦想的“月球天梯”计划付诸实施...

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