用绳子把卫星拉上去不是更省钱吗?
会把它给拉下来的,由绳子的这段距离,三万六这么长,卫星是以3.1公里每秒转的,但绳子呢,它不是以这个速度转的,在地面它相对地球是静止的,就算是上到快到卫星了的距离,它也不可能超过卫星本身的速度:3.1公里每秒,意思是说,它低于卫星的速度,,,一根绳子这么长,地面上的这头以静止地球,随高度越高,它的相对速度就越高,它们之间速度的差距那么大,而又这么长,如果连着卫星的话,会见把卫星以垂直的方式拉下地面的
绳系卫星,顾名思义,是由绳索系着的卫星,它由一根绳索栓在另一个航天器上,可以在这个航天器的下方或上方一起绕地球运行。 绳系卫星有许多特别的用途。如对离地面100~200千米的地球行星空间进行探测。对飞机和气球来说,这个高度太高,而对卫星来说,这个高度太低,都无法到达,而探空火箭的探测空域和时间又非常有限。绳系卫星在绕地球飞行时,可充分收集这里的大气数据,了解太阳活动如何通过高、中层大气影响地面气候和天气变化等。若是一串绳系卫星,则可收集到不同高度上的有关数据。 在离地面120千米左右的上层大气中,是2微米以下宇宙尘埃的高密度区,而且没有地面上风化的细砂土、火山喷发的尘埃、飞机和航天器燃气的混杂和污染。用绳系卫星收集这些尘埃宇宙粒子,并分析它们的化学性质,是研究天体演变过程的重要手段。 绳系卫星的系绳若是由导电材料制成的,它也是一个探测器,可以对电离层和地球磁力线的磁场进行探测,研究太阳风和地球磁场、太阳风和彗星尾迹的等离子体流之间的相互作用。 由导电材料制成的绳系卫星的系绳,在绕地球运动时切割地球磁力线,它就成为一台发电机,可以向绳系卫星和牵引它的航天器供电。它就像一台不要推进剂的推进系统,可将牵引它的航天器送升入更高的轨道,效能是火箭发动机的7~10倍。 1992和1996年,意大利研制的绳系卫星,两次由美国航天飞机携带,在太空进行试验。第一次由于绳索缠绕,只释放到250米,第二次释放到19.3千米,产生了3000伏特电压,可惜这时绳索断裂,绳系卫星丢失。 绳系卫星的原理是动量矩守恒。一个物体或体系的动量,是它的质量与速度的乘积。在没有外力的作用下,一个体系的动量不变,这叫动量守恒。角动量、动量矩也都遵守这个规律。一个体系的动量、角动量或动量矩虽然不变,但可以转移。有一种玩具,有许多两头带重球的杆组成,两个重球可绕共同的中心转动;这个杆作为一个整体,又可与另一个这样的杆绕共同的中心转动;它们作为一个整体,又可与另一个同样的体系绕共同中心转动,如此等等。玩耍时只要让其中一个杆摆动起来,其他杆以至整个玩具就都摆动起来。这就是角动量转移形成的。摆动直到摩擦力和空气阻力消耗掉给它的动量为止。 在一个航天器的上下各栓一个绳系卫星,让它们转动起来后,就可始终相互绕转,产生人工重力。这是因为下降的绳系卫星可将动量转移给上升的绳系卫星。这叫系缆。用系缆的方法可将低轨道航天器上的物资送到高轨道,甚至月球上。 什么是绳系卫星? 系绳卫星是航天科学家们受风筝启发而发明的。它以绳或链把卫星与航天飞机、宇宙飞船或空间站连接起来,这样,卫星便可以随时投放或回收,而且还可以像富兰克林那样,用它来捕捉太空中的电能,以及完成其他普通卫星难以完成的任务。 系绳卫星由卫星、系绳和卷扬控制机构组成。系绳通常由具有足够强度又具一定柔软性的导电材料组成,绳粗1.65-2.60毫米,最长可达100多千米。 第一颗系绳卫星由意大利航天局研制,它呈球形,直径1.6米,重518千克,载有70千克重的科学仪器,用航天飞机来释放系绳卫星,可以拖在航天飞机后面,让其与航天飞机在同一高度上飞行;也可以让它像风筝那样,在航天飞机上方(卫星上配有小型喷气推力器,可把卫星推上较高的空间)高高运行;还可以让其挂在航天飞机的下方,像热气球下的挂篮般运行。 系绳卫星不仅有收放方便的优势,而且还能完成一些特殊的任务。譬如地球大气层上部的热层(高度约50-60千米),由于吸收了大量的太阳紫外线辐射,大气温度很高,可达1100摄氏度左右,而且还处于高度电离状态,是大气科学研究的热点。这样的高度,飞机因太高,够不着,卫星又难以低就,人们一直苦于没有恰当的手段。有了系绳卫星,一切就迎刃而解了。 系绳卫星将来或许还可以在地球和月球之间等距离设置。这样,人们便可以像排队传递重物一般,把要输送到月球上去的东西,通过系绳的摆,甩给相邻的卫星,实现不需推进器的空间运输。
呵呵 你的想法不错美国有人早就想过这个
也做了一些实验 叫做天梯计划
具体的看下面的详细介绍 希望对你有所启发
通往太空,连接空间站和地球的铁路、缆绳,将航天器和旅游者带到太空去。
近年来,科学家提出的有关天梯的设想,以其诱人的前景和较现实的可行性,吸引了整个航天界。因为,天梯一旦建成,它就像高速公路一样可以24小时运转,将航天器和旅游者带到太空去。由于天梯的运输费用将比火箭小两个量级,从而,人类将进入真正的“太空时代”。
从幻想到现实
这种大胆的设想首先是俄罗斯著名的航天科学家齐奥尔科夫斯基在1895年提出来的,他被巴黎的艾菲尔铁塔所激动,提出建造一个塔通向太空。他设想在一个纺锤形的缆绳的终端放置一个太空城堡,这个城堡在地球静止轨道上围绕地球旋转。
1978年,著名太空科幻小说作家阿瑟·克拉克写出了科幻小说《天堂之泉》。他设想在地球赤道上空的一颗地球静止轨道卫星上向下伸展出一个梯子,由于地球静止轨道卫星在天空中相对地面没有移动,所以人类可以乘坐电梯到达近地宇宙空间去观光旅游。当时有人问克拉克需要多少时间才能实现天梯的梦想,他说:“在大家停止嘲笑后的50年。”
25年后,嘲笑克拉克的人已经不多了。美国国家宇航局几年前就已将克拉克的天梯构想纳入“先进概念研究项目”中,并已经投入几百万美元对其进行研究。 1999年,美国宇航局马歇尔中心的先进计划办公室发表了《天梯:一种新世纪地球-空间的先进基础设施》,标志天梯将从幻想走向现实。
2004年6月30日,“第三届国际天梯会议”在美国首都华盛顿召开。参加会议的专家来自各个领域,从材料科学、桥梁建造、航天技术到法律、商业和财经方面的专家应有尽有。在大会上,专家们对天梯这一宏伟构想进行了探讨。当前在天梯研究方面最著名的西弗吉尼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。” 爱德华兹认为自己构想中的初版天梯可能在15年内就可以问世,比布什规划的2020年重返月球的时间表提前一年。他估计成本大约为70亿~100亿美元,相比人类其他太空壮举的费用,这个数字并不太大。
爱德华兹的登天梯
从理论上讲,天梯并不神奇。在地球赤道的太平洋洋面上建造一个平台,用飞船放下一条长达10万千米的缆绳,并把它锚定在平台上。随着地球一起旋转,由于旋转所产生的离心力刚好抵消了地球的吸引力,于是,天梯就从地球到太空竖直起来了,这就像你在头顶上甩动一根一头拴着小球的绳子一样。然后,用一个由激光提供能量的爬升器在缆绳上上下移动,就可运送飞船、建筑材料甚至乘客。
爱德华兹博士在过去数年里一直都在潜心研究 “天梯计划”。他介绍说,第一步,把一个携带天梯半成品的飞船发射到地球静止轨道的卫星上,使其和地球同步飞行;第二步,把这个半成品的天梯从飞船上放下来,落到位于赤道海面的一个平台上,这个平台类似一般的海上发射卫星的平台;第三步,把半成品的天梯锚定在平台上;第四步,用一个由激光束提供能量的爬升器在这个天梯的半成品上上下移动,并把更多碳纳米合成纤维缆绳拧在天梯半成品上,进一步完成天梯。整个制造过程大约要用两年半的时间。另外,根据专家设想,天梯也可由电磁能驱动。电磁能驱动技术目前已在日本和欧洲的高速列车上得到应用。建成后这个爬升器就可以沿着天梯把物资和成吨重的卫星甚至人,缓缓运送到离地面约36000千米的地球静止轨道上,时间大约需要7天半左右,回来也大约需要这么长的时间。
俄罗斯的空投天梯
天梯不仅设想奇特,而且市场前景广阔。所以,对天梯产生兴趣的不只美国的科学家,美国在航天领域的老对手俄罗斯和欧盟,同样希望率先研制出经济实用的天梯,占领航天领域的这一新的桥头堡。欧洲空间局已经委托俄罗斯萨马拉航天大学,建造一种可以把物品从国际空间站送回地球的空投天梯。
俄罗斯萨马拉城科学家的论证工作,现在已经进入收尾阶段,并引起了政治人物和政府官员的浓厚兴趣。这种天梯的主要原理其实并不复杂:天梯实际上是一种长30千米的绳索,由质轻但承重性能很好的聚合材料制造而成,每条绳索自身质量只有6千克。使用时,绳索一端捆着货物舱从空间站向地球投放。当货物舱抵达地球稠密大气层时,绳索受大气剧烈摩擦而燃烧并与货物舱分离,然后货物舱借助自身携带的降落伞的帮助,在地球表面实现软着陆。
俄罗斯科研人员的天梯概念与美国科研人员的天梯概念根本思路是一样的,所不同的是,俄罗斯的天梯首先考虑的是如何从空间站上往地球运送物资,而美国科研人员提出的天梯的重点是从地面向太空运送物资。俄罗斯萨马拉城的科学家计划在2004年10月完成初步研制工作,第一次试验安排在今年年底,将利用俄光子卫星对这种天梯进行试验。专家认为,如果能够利用这种天梯,则可以经常性地从国际空间站向地球空投一些有效货物,这不但节省了时间,而且也节省费用。在美国航天飞机恢复飞行前,目前国际空间站上的部分实验数据和设备等只能依靠俄联盟号载人飞船带回地面,而每次货物返回都要间隔半年时间。
资金不足是瓶颈
对爱德华兹来说,建造天梯最大的技术挑战,就是找到制造缆绳的材料。它必须异常坚硬又要异常轻巧,还要能抵抗任何腐蚀。为了这个曾被称为“无法得到”的材料,科学家们足足等待了几十年。 1991年,日本科学家发明了碳纳米管,这种材料比钢轻6倍,而韧度要比钢高出几百倍。但这种材料的生产成本太高。美国休斯敦赖斯大学的史密斯和他的同事们正在研究一种专利——碳纳米钢索材料,据说,他们可以将碳纳米钢索的生产成本降到每克1美元以下。
海面平台的位置选择也非常关键,要尽可能避开飞机航班和轮船航线,也不能位于飓风骇浪经常发生的地方,因此必须精心选择。当然,天梯要抵御的灾难也不少,闪电和风云雨雪的冲击,穿越电离层的考验,小行星、彗星、流星的奔袭,原子氧和高层大气中的硫酸对缆绳的侵蚀。最大的威胁当然是来自卫星以及太空垃圾对天梯的撞击。
建造天梯,技术上的困难固然很多,但最大的瓶颈是资金不足,筹集不到足够的资金,天梯就可能永远停留在科研人员的大脑里。在各界人士的帮助下,2002年,爱德华兹博士在西雅图开办了高梯系统公司,主动挑起了制造天梯的重担。公司将投入约1300万美元进行相关问题的研究,研究重点是石墨纳米管对太空环境的适应性,尤其是对太空垃圾的承受力。但这些投入离研制天梯所需资金相差甚远。好在有越来越多公司及私人投资者对该项目发生了兴趣,有的已慷慨解囊,高梯系统公司已筹集到了几千万美元的资金。让爱德华兹信心倍增的是,美国宇航局已拨款50万美元,国会赞助250万美元对高梯系统公司的行为进行了道义上的支持。
目前航天飞机运送每千克物品需要2万美元的成本,而天梯一旦建成,可将运送每千克物品的成本降到10美元。可以相信,由于天梯的出现,天地往返运输费用将会大大降低,太空探索也变得简单很多,从而,能够把人类对太空的探索,跨越式地向前推进。
理论上完全可行!
因为绳子在运动中会产生电,有节约发射成本!
所以理论上可行!
《我们爱科学》上有讲,理论上可行,美国发射过两颗,但都失败了。
本来绳子拉是很好的,而且绳子为钢缆,在运动过程中可以导电,但是绳子太长,会缠住的,美国的就是发射了2公里后绳子缠住卫星而失败,另一次就是因为钢缆断裂失败!
相信人类会成功的!
有这样几个问题没有办法解决。
第一,绳子的重量问题,如果需要达到这样的目的,所需要的绳子长度非常可观,就算是再轻便的绳子,其重量也是让目前的航空界所无法企及的。
第二,在平流层往上,有一个温度非常高的大气层,具体是什么层,忘记了,但是绳子受不得这个高温。
第三,请注意万有引力。举个例子,你手里拿一根绳子,一放手,绳子就掉在地上了,这是万有引力的缘故。同理,绳子在太空中也受到万有引力,如果没有离心力来平衡万有引力,那么绳子是不可能保持在太空中的。
第四,这么一根绳子会给大气层造成非常大的麻烦,飞机必须绕开它,还要防止鸟类栖息在上面。下雨打雷着火了,也不好办。
如果是固定在月球上面的话,也有这样的问题。
第一,月球和地球的速度不同步,一旦出现速度差,比如月球跑的快的话,绳子就会吃紧,导致绷断。
第二,到月球的距离有几十万公里,就算每公里1公斤,几十万公里就是几十万公斤,也就是几百吨,目前的航天器载重吃不消。
楼主,你有很好的想象力,但是光有想象力是不够的,把想象力转化为能力,还需要知识。好好学习吧。
设想非常好,非常超乎寻常。是天才的思维。
这么简单节省的方法,那些夜以继日、终生孜孜以求的专家怎么就想不到呢!
建议楼主马上把这个天才的设想申请专利保护,将来老美欧洲要用本设想,就很很地收取他们的专利使用费。洋人向我们中国人支付知识产权使用费的时候可望到来。
先不说别的难处,当前这根绳子不好找。听说绳子不能承受自身重力,自己就把自己拉断了。又听说纳米碳纤维的抗拉强度还差不多够。
高论撼天动地,振聋发聩。肃然起敬。
美国人一直想做的天梯就是这样
问题是绳子很重
为了保证能够拉起一定的物体,轨道必须是远高于同步轨道的
差不多4w多公里
固定月球就更不行了,你能保证1天24小时月球都在一个位置不动吗
还有甚至很长,一刮风的话整根绳子都会剧烈晃动地面上也不好固定
发射到太空中的卫星是如何运行的?
把绳子拉来拉去。你会注意到,绳子的长度会根据它需要旋转的速度而变化。这就是开普勒定律的意思。火箭把卫星发射到轨道后,就把它释放了。最简单的方法就是把它弹出来。然后,卫星被地球或相应的天体拉着转圈。
地球同步卫星上伸下一根无限长绳子到地面上,问:这行得通吗?
会把它给拉下来的,由绳子的这段距离,三万六这么长,卫星是以3.1公里每秒转的,但绳子呢,它不是以这个速度转的,在地面它相对地球是静止的,就算是上到快到卫星了的距离,它也不可能超过卫星本身的速度:3.1公里每秒,意思是说,它低于卫星的速度,,,一根绳子这么长,地面上的这头以静止地球,随高度越...
...到地球上,会不会把同步卫星拉下地面来?这根绳子引力多大?
应该不会吧,绳索要降到地面上,则绳索需要减速,或有指向地面的速度,此时卫星会加速或获取背离地面的速度,反而会离地心更远。如果认为绳索引力变大,但卫星引力变小了,总体考虑,结合能量来看,结论是不会
什么是绳系卫星?
有一种新型人造卫星,名叫绳系卫星。顾名思义,它是一种用绳子系在其他航天器上的卫星。用一根长长的绳索,将卫星系在航天器上,一起绕地球飞行。绳系卫星有许多特别的用途,如对离地面约100千米的地球上空进行充分的探测。因为在这个高度上,飞机飞不到,气球也很难达到,而卫星的下界一般也在150千...
用绳子把卫星拉上去不是更省钱吗?
要是觉得卫星不够,在月球上绑个绳子总可以吧?不要告诉我绳子不好选,这种问题不在考虑范围!绳子的问题暂勿讨论,我只是想进行理论的探讨,这样做的可能性到底有没有,至于绳子问题,我们可以先假定存在这样的绳子,它既够结实又够长(我相信只要这种理论可能,造绳子并不是什么问题),如果怕拉断了绳子,那就把绳子放长点...
在卫星上面系一跟足够长的绳子,一直垂到地面上!
不可能,绳子是无法穿过大气层的,几千度的高温就会把绳子烧掉
同步卫星上放下一根绳子来
理论可以,但存在很多问题 绳子要够长,而且很长 那重力很大 要够结实 还有人怎么爬绳子防止滑落,距离那么远 要怕很久,吃饭睡觉怎么解决 空中气流不稳定 干扰怎么解决 最重要高空缺氧,严寒,要带很多物品
人造地球卫星为什么不会落下来?
当然它也跑不掉,因为地球对它的万有引力给它一个向心力,这就像一根无形的绳子牢牢地拉住它一样。而它的速度虽然很快,但是还不足以把这根“绳子”拉断。同步卫星的寿命一般由设计决定。卫星里面没有人。它的能量通常由太阳能电池板提供。同步卫星发射时,是先被送到近地轨道运行(如图所示),待...
绳系卫星!!!
哈哈,是这样么?绳子不可能不受力!要不绳子有什么用?卫星受到:万有引力,拉力来提供向心力,而航天器?拉力是反的,抵消了向心力使v一个增加,一个减少。这是我个人认为的
绳系卫星
一个理论和实验的 卫星在太空中的运行技术。简单的说就是用一根绳子把卫星连接起来。这连接的方法包括在太空中的两颗卫星之间,或者从太空直接把同步轨道卫星连接到地球上。主要目的是回收和连接两颗或多棵卫星。还有就是从太空和地面之间的能量传输。甚至有人要靠它造太空电梯的。这只是现在实验和理论上...
叶章迪都: 绳系卫星,顾名思义,是由绳索系着的卫星,它由一根绳索栓在另一个航天器上,可以在这个航天器的下方或上方一起绕地球运行.إ 绳系卫星有许多特别的用途.如对离地面100~200千米的地球行星空间进行探测.对飞机和气球来说,这个高...
垫江县19793333537: 同步卫星上放下一根绳子来 - ?
叶章迪都: 理论可以,但存在很多问题 绳子要够长,而且很长 那重力很大 要够结实 还有人怎么爬绳子防止滑落,距离那么远 要怕很久,吃饭睡觉怎么解决 空中气流不稳定 干扰怎么解决 最重要高空缺氧,严寒,要带很多物品
垫江县19793333537: 绳系卫星怎么能用做发电? - ?
叶章迪都: 你说的那个绳系卫星,它的发电原理很多,有通过电离层的、有说是用导线的、有说是改变环形角度的......等等,但实际上是通过长直导线连接两个球体,其中一个球体在电离层收集电子,另一个将电子发射回电离层,如此形成回路.当卫星在空间中飞行,快速切割地磁力线,产生电流,因此可以发电,你说的安培力作用动能减小在快速切割下就能忽略了.
垫江县19793333537: 绳系卫星为什么只能在航天飞机正上方 - ?
叶章迪都: 绳系卫星的原理是动量矩守恒.一个物体或体系的动量,是它的质量与速度的乘积.在没有外力的作用下,一个体系的动量不变,这叫动量守恒.角动量、动量矩也都遵守这个规律.一个体系的动量、角动量或动量矩虽然不变,但可以转移....
垫江县19793333537: 地球同步卫星上伸下一根无限长绳子到地面上,问:这行得通吗?会出现什么情况和问题?那这根3万6长的绳子会把卫星拉下地面来吗?绳子很坚韧,不需... - ?
叶章迪都:[答案] 会把它给拉下来的,由绳子的这段距离,三万六这么长,卫星是以3.1公里每秒转的,但绳子呢,它不是以这个速度转的,在地面它相对地球是静止的,就算是上到快到卫星了的距离,它也不可能超过卫星本身的速度:3.1公里每秒,意思是说,它低...
垫江县19793333537: 用绳子拉一个物体,往上拉多费力还是沿地面拉多费力?为什么? - ?
叶章迪都: 看地面粗糙程度 往上的力需要大于等于物体重力 沿地面拉需要大于等于物体与地面的摩擦力
垫江县19793333537: 同步卫星上放下一根绳子来既然同步卫星是相对静止在天上,那么是否有可能从上面放一根绳子下来到地面,我们顺着爬上去? - ?
叶章迪都:[答案] 理论可以,但存在很多问题 绳子要够长,而且很长 那重力很大 要够结实 还有人怎么爬绳子防止滑落, 距离那么远 要怕很久,吃饭睡觉怎么解决 空中气流不稳定 干扰怎么解决 最重要高空缺氧,严寒,要带很多物品
垫江县19793333537: 从航天飞机上释放一颗卫星,卫星与航天飞机之间用缆绳相连,这种卫星称为绳系卫星 - ?
叶章迪都: ,现有一绳系卫星在地球赤道上空沿东西方向运行卫星位于航天飞机的正下方,它与航天飞机之间的距离是20.5km,卫星所处地磁场的磁感应强度是4.6*10^-5T,方向沿水平方向由南向北,如果航天飞机和卫星的运行速度是7.6km/s,求缆绳两端的电压
垫江县19793333537: ...我觉得定滑轮省力,因为通常情况下,拉住绳子一端的手会受到地心引力的影响而下降,从而对于重量比较小的物体,几乎不用一点力就可以用定滑轮拉... - ?
叶章迪都:[答案] 首先,你要知道定滑轮只改变力的方向,不省力.动滑轮省二分之一的力.你说的有可能.若重物的重力大于滑轮、绳子和手臂的总重力,则为教科书上的情况;若重物的重力小于滑轮、绳子和手臂的总重力,那还真是你说的情况.这都不是绝对的.书上一...
垫江县19793333537: 什么是发电绳系卫星? - ?
叶章迪都: 伟大的科学家富兰克林在雷雨交加时放风筝的故事已世人所皆知.他冒着生命危险为人类揭示了一条真理:雷电与摩擦起电有着共同的本质.如今,航天专家竟将“风筝”放到了300千米高的电离层,这就是1992年8月4日从“阿特兰蒂斯”号航天飞机上发射的绳系卫星——一颗用250米长的“绳”系着的特殊卫星.它的目的在于试验太空发电,它的奥妙就在系绳上.