第2章 太空电梯

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  滴滴!

一道清脆的电子音打断了白希的幻想,新的任务出现在他面前。

[任务:太空电梯]

[描述:人类需要走出太空,需要全新的交通工具,正如火车改变了历史......]

[要求:修建一座太空电梯,总高度不低于四万六千公里,抵御引力变化,大气风暴等恶劣条件稳定运行,并成功运输一百吨货物......]

看着眼前的任务信息,白希一时之间陷入了沉默。

太空电梯?

这个名字对他来说并不陌生。

无论是著名作家刘慈欣的作品还是电影《流浪地球》中,都对这一极具未来感的构想有过精彩的展现。

然而,现实却比文学艺术那么的浪美。

以人类现有技术水平,想要将如此庞大的航天设施付诸实践,困难程度可想而知。

首先,材料强度就是个无法跨越的障碍。

要知道,这座太空电梯需要在近五万公里的高度承受地球引力和离心力,同时还可能面临剧烈的空气流动和高能粒子辐射。

这就意味着,需要找到一种能够同时具备超高强度、极端环境耐受能力和经济可行性的材料。

白希记得曾经在某次讲座上听到过关于太空电梯的材料问题。

根据计算,要想支撑这样规模的太空电梯,需要的缆绳材料强度至少要达到目前最好的材料的数百倍,才能保证其不会因自重而断裂。

这样的材料,别说找到了,就连理论研究都还在摸索阶段。

等等...

白希忽然想到了一个问题

任务要求是运送一百吨货物。这意味着不仅要有可靠的电梯,还得有配套的空间站和停泊码头吧?这些可都是烧钱的大户!

他掰着手指头算了起来:太空电梯的建设成本暂且不提,光是每年维护费用就够天文数字的了。毕竟要管理这么长的结构体,还要保障乘客和货物的安全,设备更换维修等等,都是不小的开支。

而且,这玩意儿要是出了故障......

白希想到这一点就头皮发麻。

想想看,要是太空电梯的中段突然发生断裂,那后果简直不堪设想。这可不是普通的高楼倒塌,而是要把几千公里的结构物扔到大气层里啊!

不行,绝对不行!白希摇了摇头,否定了自己内心的期待。这任务难度也太高了吧?

简直就是给一个穷学生布置建造国际机场的任务嘛!

白希双手撑着脑袋,陷入深深的思索。

作为一个学过材料力学的理科生,他很清楚太空电梯到底有多难实现。

不说别的,光是那根贯穿地球的缆绳,就不是现有技术能搞定的。

但是,凡事都有例外,不是吗?

白希突然反应过来系统神奇的未来科技。

如果人类已经发展到了能够在数万公里的高空建造如此庞大工程的程度,那么是否意味着,他们已经解决了困扰科学家多年的材料难题呢?

想到这里,白希不再犹豫,点头内心默念。

【接受任务】

【检测到本次是宿主第一次任务,发放任务奖励。】

【工程学和材料学精通】

他脑子里瞬间充满了许多关于工程和材料的相关知识,这些知识复杂而有深度。

不过他还没来得及仔细查看。

就在这时,系统传来了新的数据流。

大量关于太空电梯的技术资料涌入白希的脑海。在一瞬间,他就仿佛经历了长达百年的科研生涯一般,掌握了所有相关知识。

唰!

白希在脑海中快速翻阅着这些资料,重点查看了太空电梯的关键部件之一——缆绳的设计方案。很快,一组令人震惊的数据映入眼帘。

[主要材料:碳纳米管]

[性能参数:抗拉强度200GPa]

[特性:轻质、高韧性、抗腐蚀、热稳定性优异]

卧槽!白希忍不住爆粗口了,这......这怎么可能!

他急忙放下手中的考公习题册,凭着模糊的记忆翻找起了大学的教材。

还好他平时经常来图书馆,知道材料力学一般在什么地方,很快就在书架上找到了一本陈旧的材料力学课本。

翻开教材,熟悉的公式和图表呈现在眼前。

作为土木工程的必修课,材料力学是他打基础的重要学科。

按照课本上的说明,一般建筑用的钢材强度也就1GPa不到,个别特种材料也就有1到2GPa,而这所谓的碳纳米管居然高达200GPa,简直就是不可思议!

白希使劲揉了揉眼睛,确认自己没有看错。

没错,200GPa,后面足足有两个零!

这意味着,这种材料足以承受数千倍的现有建筑材料的负载。

换句话说,如果能把碳纳米管技术应用到实际工程中,那么很多看似不可能的构想都将变为现实。

等等......白希突然意识到了什么,心跳开始加快,如果真的有这种材料,那么太空电梯的难度岂不是......

他的手有些颤抖,迫不及待地想要验证心中的猜想。作为一个常年混迹于B站和知乎的科技爱好者,白希对各种前沿技术的讨论可谓见怪不怪。此刻,他却觉得自己的世界观受到了冲击。

白希花了好一会儿工夫才平复激动的情绪。当理智逐渐回归,他开始认真分析起太空电梯的可行性来。

有了碳纳米管作为基础材料,太空电梯的许多固有难题似乎都迎刃而解了。

比如高度问题,46000公里的高度虽然惊人,但对于这种强度的材料来说已经不再是个不可逾越的天堑。

至于离心力带来的结构问题,也可以通过合理的结构设计和控制手段来解决。

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