坐電梯到月球 可行嗎?

文/鄭可安 |2022.01.20
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隨著建築技術進步,現在的建築物愈蓋愈高,電梯儼然成為我們生活中不可或缺的設施,除了節省爬樓梯的體力,還能用非常短的時間抵達目的樓層,例如從台北101的5樓至頂樓觀景台只需要37秒,等於每分鐘就上升1公里的高度。圖/琪琪
隨著建築技術進步,現在的建築物愈蓋愈高,電梯儼然成為我們生活中不可或缺的設施,除了節省爬樓梯的體力,還能用非常短的時間抵達目的樓層,例如從台北101的5樓至頂樓觀景台只需要37秒,等於每分鐘就上升1公里的高度。圖/琪琪

文/鄭可安

隨著建築技術進步,現在的建築物愈蓋愈高,電梯儼然成為我們生活中不可或缺的設施,除了節省爬樓梯的體力,還能用非常短的時間抵達目的樓層,例如從台北101的5樓至頂樓觀景台只需要37秒,等於每分鐘就上升1公里的高度。

那麼,既然電梯這麼方便又快速,為什麼我們不在地球跟月亮之間設置「太空電梯」?這樣就可以隨時到月球上玩,也不用耗費大量的資源發射火箭。

供電、纜線 難以克服



同學別覺得這只是科幻電影在信口胡謅,1895年蘇聯火箭專家康斯坦丁(Konstantin Tsiolkovsky)首度提出太空電梯的構想。百年來,科學家一直試圖將這樣的假想化為現實,不過,礙於地球、月球之間平均38萬公里的漫長距離,需要克服的難點非常多,例如供電問題、纜線材質,以及在兩顆天體本身的公轉、自轉帶動下,電梯纜線能否在這麼長的距離內,維持筆直的狀態。

如果纜線彎曲,電梯就沒辦法直立運行,需要傾斜一定的角度才不會讓電梯車廂卡住,如此一來,裡面的乘客勢必只能以微妙的角度,躺著搭電梯了。

不過,隨著奈米技術的純熟,纜線的問題或許會有解方。目前的科技,奈米碳管符合太空電纜輕巧、堅韌的特質,並能承受重力、離心力及地球本身的氣候變化。但如果將尺度拉長,變成巨大奈米纜線,還能不能維持這樣的強度,就是未來需要解決的問題了。

同步軌道 避免斷裂



雖不只如此,月球繞地球公轉軌道是橢圓形的,這也就意味著地月距離會不斷的變動,這不代表如果纜線的距離沒有抓準,過於緊繃的纜線可能就會應聲斷裂,變成可怕的「斷軌驚魂」了嗎?

依照現行日本團隊研發出的「太空站電梯」雛形,起點設置在赤道,終點設置在漂浮於地球同步軌道的太空站,是最可行的做法。太空站及纜線的移動速度、方向和地球一致,纜線會呈現靜止的狀態,加上地球同步軌道是圓形,所以不會有橢圓軌道距離不一的情況。

核融、日光 供月發電



但說到「電梯」,肯定是需要電力來作為發動的能量,這電要從哪來呢?最直接的想法大概是直接從地球供電給電纜。然而,如果從地球供電的話,供電端需要輸出超過百萬福特的電壓,才能順利將電送上月球,就算宇宙空間溫度低,電阻較小,耗電量仍非常可觀,而輸送上去的電量也不一定能滿足電梯的電量需求。

所以,最可行的解決方法是從月球上找「電」,月球的風化層中蘊含著地球上少見的「氦-3」,是「核融合」不可或缺的原料。以月球上氦-3的豐富程度,或許有望直接在月球上發電;或者,也可以利用月球長時間受日照的特性(一次白晝約持續15天)發展「太陽能」發電。

不論如何,雖然我們離坐電梯上月球還有一大段距離,但科學的發展速度總是讓人驚豔。或許我們可以先期待,日本團隊預計2030年會問世的太空站電梯。

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