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科技赋能:“太空线”(Spaceline)——长达32万公里的电缆

2024-04-16 09:43电线电缆

当你抬头望月时,你看到了什么?陨石坑?还是广寒宫?有些人会看到那里有一座座“金山银山”,它就是月球上丰富的“氦-3”资源。这种资源在地球上极其稀少,但在月球上十分丰富。科学家估算,1吨氦-3释出的能量,相当于燃烧1500万吨石油,意味只需100吨氦-3,就足够全球使用一年。但是我们如何把它们弄回地球呢?为了实现这个太空计划,哥伦比亚大学和剑桥大学的研究团队曾发表一项研究提出一种新的太空电梯设计,命名为“太空线”(Spaceline)——长达32万公里的电缆。


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在他们的研究中,设计了一种新的太空电梯——“太空线”(Spaceline)。这是一条长达32万公里的电缆,一端将固定在月球表面,另一端像铅锤一样沉入地球周围的地球静止轨道(由于月球的相对运动,它不能直接附着在地球上,但它可以在地球轨道的高处静止)。

根据团队的计算,最简单版的Spaceline 线缆可能或不会超过40吨(88000磅),这个重量完全在NASA和SpaceX火箭的有效载荷范围。而且与从地球表面进入太空的太空电梯不同,太空线不需要与地球巨大的引力作斗争。只要航天器从地球飞到悬挂电缆的末端,便可使用太阳能驱动车顺着电缆到达月球。

过去研究认为建造太空电梯必须使用碳纳米管,例如凯夫拉尔(Kevlar)——世界上最坚固的材料之一,等重强度是钢材的五倍,且极高的拉伸强度重量比。但是技术的不断发展正在推动这个项目一点点变成现实。新的研究表明,由于月球没有大气层,这意味着电缆可以由现有材料制成。

与NASA的Artemis登月计划的860亿美元相比,整个“太空线”项目可能耗资数十亿美元。但美国航空太空研究所发表的一篇论文中说到:“太空线”只需 53 趟就可以收回成本。所以,太空电梯的现实可行性到底有多高?全球人民都在期待答案。


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目前,中国已成为世界第一大电线电缆生产国,预计到2026年,出口量将以每年3.9%的速度增长,达到291亿美元。在我国国内,电线电缆制造业为生产各种电机、电器、仪器仪表、汽车、机床、机械等设备提供了不可缺少的基础材料。电线电缆对于中国作为信息化、电力驱动型国家的发展也至关重要。由于集成网络建设和中国智能电网,海外市场的复苏和国内需求的增加,预计四年内,中国电线电缆制造业的总收入将以4.8%的年化增长率增长,达到4396亿美元。

随着中国电线电缆生产制造技术的不断进步,航天航空领域的高精尖电线电缆产品正在国产化。未来,在这个国际瞩目的“太空电梯”项目上,中国制造也将占有一席之地!

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