“星際列車”發(fā)射系統(tǒng)利用一條長約1000英里(約合1609公里)管道和一條超導電纜將磁懸浮列車送往低地軌道。
新浪科技訊 北京時間3月14日消息,據(jù)國外媒體報道,美國約翰-霍普金斯大學應用物理學實驗室科學家近日設(shè)計了一種名為“星際列車”發(fā)射系統(tǒng),該系統(tǒng)利用一條長約1000英里(約合1609公里)的真空管道和一條超導電纜將磁懸浮列車送往低地軌道。研究人員認為,這種技術(shù)不僅僅可以實現(xiàn),而且實現(xiàn)成本也要遠遠低于火箭成本。
盡管“星際列車”系統(tǒng)聽起來有些不可思議,但其基本概念卻非常簡單。因為磁懸浮列車是懸浮于軌道之上,因此不必要擔心摩擦問題。理論上講,它們的速度要遠遠超過現(xiàn)有的每小時大約350英里(約合每小時563公里)的時速,可達每小時2000英里(約合每小時3219公里)的軌道速度。當然,為了讓乘客能夠安全地加速到這一速度,“星際列車”系統(tǒng)需要大量的軌道,同時需要防止極音速列車被周圍的空氣撕成碎片。據(jù)設(shè)計師介紹,長約1000英里(約合1609公里)的管道,通過模擬中間層的低氣壓,應該可以完成這個任務(wù)。
管道的大部分將與海平面齊平,出口點需要高出海平面大約12英里(約合19.3公里)。用于火車中的磁懸浮技術(shù)同樣可以用來將這條管道懸浮起來。在發(fā)射管道中,位于20千米高度的帶有2000萬安培的超導電纜,每平米產(chǎn)生的懸浮力大約為4噸。通過高強度纜繩解決真空管本身所需的多余的浮力,如迪尼瑪超強纖維的強度足以滿足這種用途。另有一套備用系統(tǒng)足以保證懸浮系統(tǒng)順暢運行而不出故障。
“星際列車”系統(tǒng)的設(shè)計者為美國約翰-霍普金斯大學應用物理學實驗室科學家詹姆斯-鮑威爾、喬治-麥瑟和約翰-拉瑟爾。他們指出,這種設(shè)計方案聽起來似乎有些不太現(xiàn)實,但是支撐12英里(約合19.3公里)長的電纜所需要的工程技術(shù)與支撐比這長得多的太空電梯所需要的工程技術(shù)相比,要簡單得多。工程師們提出,可以在阿拉斯加、加拿大北部、格陵蘭島或西伯利亞等極地地區(qū)建造這種系統(tǒng)。此外,南極冰原也是一個可供選擇的選址點。
研究團隊估算,建成可載人“星際列車”系統(tǒng),可能需要20年時間和600億美元的成本。這些數(shù)字聽起來很大,但是如果考慮到航天飛機的各種費用是“星際列車”系統(tǒng)成本的三倍時,你就會認為這套系統(tǒng)確實很經(jīng)濟。而且,“星際列車”系統(tǒng)一旦建成后,向低地軌道運送貨物的成本每公斤僅需50美元,而目前的技術(shù)將貨物和人員送上低地軌道,每公斤重量分別需要花費1萬美元和10萬美元。這意味著,太空旅行的車票只需要大約5000美元。設(shè)計者估計,“星際列車”系統(tǒng)的事故率與現(xiàn)代的客機差不多,安全系數(shù)較高。
“星際列車”系統(tǒng)還有一項優(yōu)勢,那就是它能夠?qū)?shù)噸重的材料快速送至軌道,這一能力可以用來有效地防御任何大型天體撞向我們。研究人員也把這一功能看作是“星際列車”系統(tǒng)最重要的應用。目前,我們?nèi)祟愡€沒有防御小行星或彗星撞擊的能力,甚至還沒有提前發(fā)出撞擊警報的能力。如果繼續(xù)使用現(xiàn)有的發(fā)射系統(tǒng),這種情況仍然無法得到改善。為了能夠真正實現(xiàn)防御天體撞擊,人類需要更強大的報警系統(tǒng)以及多個大型高速攔截系統(tǒng),這些系統(tǒng)可以預先安裝于軌道上,隨時監(jiān)測和抗御可能到來的威脅。這就需要將數(shù)噸重的設(shè)備發(fā)射到軌道上,這對于當前的高成本發(fā)射系統(tǒng)來說,是不現(xiàn)實的。(彬彬)