问题

请问如果真的建成高达00中那样的轨道升降机,是否可以做到清洁能源、取代火箭和卫星、减少近地轨道垃圾?

回答
想象一下,如果真有一种像《高达00》里那样巨大的轨道升降机矗立在地球表面,它带来的改变将是翻天覆地的。我们不妨深入探讨一下,这玩意儿能不能真的成为清洁能源的救星、火箭的替代品,顺便还能给太空“大扫除”。

轨道升降机:清洁能源的超级载体?

要说轨道升降机能否成为清洁能源的“超级载体”,答案是:非常有潜力,但实现起来并非易事,而且需要配合其他能源技术。

首先,我们得明白轨道升降机的动力来源。它需要巨大的能量来将物质和人员从地面输送到太空。目前设想的方案主要有几种:

地面能源驱动: 设想在地面设置庞大的发电站,为升降机提供动力。如果这些地面发电站是风力、太阳能、潮汐能等清洁能源,那么整个升降机的运行过程就能很大程度上实现能源的清洁化。想象一下,在地面沙漠地区,一片片巨大的太阳能电池板阵列,或者在海岸线上,潮汐能发电装置,它们产生的电力源源不断地通过超导电缆输送给升降机,驱动着它的上升和下降。这比消耗大量化石燃料的火箭发射要环保得多。
空间太阳能: 另一种更具科幻色彩的设想是,在太空建立大型太阳能发电站,然后通过微波或激光将能量传送到地面,驱动升降机。这种方式的好处在于,太空中的太阳能辐射更强,且不受昼夜和天气影响,能源供应更稳定。接收装置可以建在地面,或者与升降机的地面站结合。

关键点在于“取代火箭”:

传统火箭发射,无论是燃料燃烧产生的尾气,还是火箭残骸的坠落,都对环境造成不小的影响。轨道升降机如果能大规模投入使用,确实可以大幅度减少对传统火箭的依赖,从而降低发射过程的环境污染。

无排放或低排放: 理论上,轨道升降机可以通过电力驱动,实现零排放的载人或载货运输。与化学火箭燃烧燃料产生大量温室气体和颗粒物不同,电力驱动的升降机对大气的影响会小得多。
可重复使用: 轨道升降机本身就是一个巨大的、可重复使用的运输系统。一旦建成,它就可以像火车或飞机一样,频繁地往返于地面和太空。这与一次性消耗的火箭相比,在经济性和环保性上都有巨大的优势。
平稳高效: 轨道升降机通过缆绳缓缓上升,过程更平稳,对乘客和货物的载荷也更小。这使得运输精密的科学仪器或对环境敏感的生物体成为可能,而这些在火箭发射中往往会面临挑战。

卫星的“新家”与“老友”:

轨道升降机对于卫星的意义,更多的是“高效部署”和“便捷维护”,而非完全“取代”。

高效部署: 卫星可以通过轨道升降机被平稳、精确地送入特定的轨道。这比火箭发射的“投掷”方式要精确得多,可以节省卫星自身的姿态调整燃料,延长寿命。
在轨维护与升级: 这才是轨道升降机最令人兴奋的潜力所在。想象一下,如果我们的卫星出现故障,或者需要升级,轨道升降机可以将其从太空中“接”下来,送回地面进行维修、升级,然后再送回太空。这就像给你的手机寄回去换个电池一样,极大地延长了卫星的生命周期,也降低了整体太空探索的成本。
空间站的“通勤巴士”: 轨道升降机可以直接连接到空间站,将宇航员、物资、实验设备等源源不断地运送上去,大大提升了太空探索和商业活动的效率。

减少近地轨道垃圾:一个双刃剑

轨道升降机在减少近地轨道垃圾方面,既有潜力,也可能带来新的问题。

潜力方面:

报废卫星的“回收通道”: 轨道升降机可以为报废的卫星提供一个“安全通道”,将其从轨道上安全地带回地球,而不是任其漂流,最终成为太空垃圾。这就像有了专门的垃圾回收系统,可以大大减少新增的太空垃圾。
避免火箭残骸: 如前所述,减少火箭发射本身就意味着减少了火箭残骸进入太空的可能性。
精准的碎片清除: 理论上,轨道升降机可以配备专门的工具,用于抓取或推进太空中的大型垃圾,将它们带回大气层烧毁,或者送往预定的“垃圾场”。

潜在问题:

缆绳的风险: 轨道升降机的缆绳是连接天地的生命线。一旦缆绳断裂,或者被太空垃圾撞击而损坏,那么它本身就会变成一条巨大的太空垃圾,而且会产生大量的碎片。
地面站及相关设施的清理: 轨道升降机的地面站、停泊点等也会产生一定的废弃物,需要妥善处理。
“太空拥堵”的风险: 如果轨道升降机的使用过于频繁,且缺乏有效的交通管理,可能会导致近地轨道更加拥挤,增加了碰撞的风险。

技术挑战与现实考量:

当然,我们不能只看到光明的一面。建造轨道升降机面临着极其巨大的技术挑战,目前还停留在理论和概念阶段:

材料科学的极限: 需要一种强度极高、密度极低且能够承受太空环境的材料来制造缆绳,例如碳纳米管。目前我们还没有达到能够大规模生产这种材料的程度。
工程技术的颠覆: 建造一个连接地面和地球同步轨道的巨大结构,其工程难度是前所未有的。如何保证结构的稳定性,如何对抗太空中的各种环境因素(如大气层中的风、电离层的影响、微流星体撞击等),都是巨大的挑战。
能源供应与管理: 即使是清洁能源,如何稳定、高效地将电力输送到数万公里高的缆绳上,也是一个复杂的问题。
安全与风险控制: 一旦发生事故,例如缆绳断裂,后果不堪设想。如何确保整个系统的绝对安全,是必须解决的首要问题。
经济成本: 建造轨道升降机的初期成本将是天文数字,可能需要全球性的合作才能实现。

总而言之, 轨道升降机描绘了一个令人神往的未来:一个更清洁、更高效、更可持续的太空时代。它确实有潜力成为清洁能源的传输枢纽,大幅度减少对传统火箭的依赖,并为卫星的部署和维护带来革命性的变化。在减少近地轨道垃圾方面,它能提供一种“主动清理”和“源头控制”的方案。

然而,我们必须认识到,这依然是一个宏大而遥远的梦想。在它成为现实之前,还需要材料科学、工程技术、能源技术等诸多领域的重大突破。但正是这种对未来的憧憬,驱动着我们不断探索和创新,也许有一天,我们真的能够乘坐轨道升降机,轻松地“飞往”星辰大海。

网友意见

user avatar

需要明确的一件事是:钢弹作品里,虽然15~25m级的巨型机器人作为兵器这个设定本身极不靠谱(为了圆这个设定,每部几乎都得再弄出来一个类似米氏粒子这样的魔法科技。除了G钢,G钢世界本身就是魔法。注:我不是贬低G钢,我本身超喜欢G刚,喜欢度可以在全钢弹作品top5),但是背景设定却是基于宇宙开发可行性论证所提出来的,具有现实意义的计划。

比如,UC世纪设定的在地月体系拉格朗日点布置的人工殖民地,就是1969年被斯坦福教授提出来的方案。暨岛三型殖民地,其圆筒设计的人工旋转重力,环绕农业区块,中轴无重力太空站,大型折射镜,内循环生态系统,是极具备实现理论可行性的。


图片非钢弹设定。换句话说,钢弹设定基本完全照搬岛三。



同样,00里的静止轨道电梯,主塔设置于赤道附近,分地面部和空间站两部分,环轨道太阳能发电等等这些设定,本身也是一个具有很长历史不断完善的概念,可行性甚至都不是问题,而是已经开始在做建设的理论筹备。


日本top建筑公司对轨道电梯的建设构想



所以,如果轨道电梯真的建成,完全取代所有近地轨道到静止轨道的投送方式没有任何问题,成本当然比化石燃料火箭要低得多,而效率高得多。而更大的意义还在于对比静止轨道更远的,也就是深空探索的思维模式会完全改变,因为地球不再是深空探索的起点和终点。至于清洁能源,为啥太阳能在重力环境普及率低就是因为被环境因素影响太大能量转换率太低啊,如果真的建成静止轨道或者低轨道环轨道太阳能发电系统,那毫无疑问效率会高得多而成本低得多。更廉价更清洁的能源是板上钉钉的。(注:目前我所了解的轨道发电往地表的传送可能性就有两种,一种是定点微波接收,一种是低温超电导)

而且掌握00钢弹里这种级别的能量获取和运用的人类,大概应该接近1级文明了。这时候包括电磁驱动的质量投送装置什么的都可以想一想。

至于太空垃圾会多会少是个挺难立刻判断的东西。因为定义就会变得暧昧,比如现在的太空垃圾普遍是用地球资源制造投送至宇宙而在宇宙空间中被废弃的。但到00这个程度的科技,在宇宙空间中获取资源,进行生产,再在宇宙空间中废弃大概率会成为主流,到时候对于太空垃圾的定义可能和我们这个时代都会大不相同。这,可能就是我们所处时代的历史局限性吧。

类似的话题

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有