第615章 建筑与宇宙电梯

“通天塔的概念像圣经一样贵老,知道现在仍是人类野心与狂妄的标志。那么,人类到底能不能修剪出直通天空的高塔呢?”

“康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基可能是第一个探讨此类建筑物理特性的人,他的基本思路是:如果你能兴建一座足够高的建筑,那么就可以到达一个特定的高度。在这里由于行星自转产生的离心力的大小,正好能够抵消行星的全部引力。在这一高度被放开的物体将不会向地面坠落,而是停留在地表上空的同步轨道中。”

“这就是通天塔,也就是宇宙电梯的来源。听起来的确有点疯狂,不过这个计划有很多吸引人的地方。”

“想象我们有一颗行星同步轨道上的卫星,现在把它纵向拉长,同时非常注意上下两端的平衡,以至于它的质量中心始终保持在行星同步轨道上。如果我们一直都非常小心,或许就能吧其中一端延伸到地面上。我们在吧地面端固定,让另一端远远的深入太空。基本上,这个就是太空电梯的雏形。”

“虽然太空电梯一直是个相当热门的主题,也有相当多的影视作品在描述这样的情景。但是他们仅仅是一种祈愿而已。一言以蔽之,太空电梯存在的最主要原因就是能源。理论上讲,利用太空电梯运送人员或者卫星前往同步轨道的成本,要远低于发射火箭的方式。”

“事实上,由火箭方程可以看出,很多能源都是被浪费在携带燃料的需求上了。而有了太空电梯,这类需求可以完全消失。”

“理论上,你可以用任意慢的速度离开行星,因为他的自转就可以完全消失。理论上,你可以用任意慢的速度离开行星,因为它的自转就可以为你提供克服引力的力量。事实上,如果电梯从地表向上延伸的长度有公里,那么从顶端释放的卫星就能完全摆脱行星引力的影响。后面我们会推算太空电梯运送物资需要的能量值,与火箭相比,数额要小的多。”

“房屋、敲了和其他建筑,大致可以分为两种类型:一类是通过压力支撑,也就是被耸立起来的;另一类则是部分或者主要利用拉力,也就是被吊起来的。”

“如何建造一座建筑,取决于建筑材料的耐压和抗延展性能:有些材料非常耐压,但张力耐受性能差;另有些材料非常适合承受张力,但抗压性能不堪一用。”

“欧洲的城堡、埃及和中美洲地区的金字塔,都是完全依靠材料耐压性能的绝佳建筑案例。通常的建筑,都会同时受到压力和拉伸力的影响。”

“尽管在摩天大楼和斜拉索桥的建设过程中,很多时候都要考虑张力的因素,但是说到底,他们还都需要地面来停过支撑,也就是依然需要考虑压力因素。”