第332章 太空电梯研制成功

曹老和老孔负责研制太空电梯缆绳的时候。

太空电梯的其他研究小项目也在同时进行。

首先是锚定点选择，唐欣在这个小项目的实验开启前唐欣就跟这个项目组的研究员点出要重点注意的事情。

“选择锚定点位置的有三个方面的考虑因素，第一个是方便向爬升器传输能量，

第二个考虑因素是锚定点位置不要有大风和严重风暴，

第三个考虑因素是雷击。”

胡剑华他们就带着唐欣交给他们的任务去放烟花要求的各个地方进行实地勘察。

没过多久，胡剑华他们研究出结果，并向唐欣汇报，“院长，选择赤道附近的位置可以避免气旋风暴。

在较高的海拔地区，雷击频率减少。

而赤道附近一个明显没有雷电的地区是呃瓜多尔沿海的东太坪洋区域，

第二个地区位于塔桑尼亚海岸。

综合来看较佳的锚定点位置在呃瓜多尔或啃尼亚以及塔桑尼亚山区。”

没想到三个适合的锚定点全部在南非，这个问题并不需要唐欣出面解决，这时候，她只要打个电话，国家各个高层领导就会为她这的试验项目动起来。

胡剑华跟唐欣汇报，“院长，在海拔高于6公里的地方，微波传输效率超过90%，有利于激光传输能量，

但对人类工作环境来说，可能需要将海拔高度降为为5公里。

功率传输站距离锚点不要超过10公里。”

“我知道了，你们继续研究，从中选一个具体地点定为锚定点。”

“是，院长。”

通过多次实验，唐欣发现在只有选择在赤道作为锚定点对线缆会产生恒定的离心力。

通过这些实验数据表明太空电梯锚定点位置必须靠近赤道，但对纬度的没有明确的硬性限制。

国家高层领导也开始频频跟三国领导人开始接触，然后开会并提出合作。

最后三个国家都答应跟华国合作。

唐欣得到消息的时候正在忙着研究爬升机构。

这个项目被她交给研究磁悬浮的实验室来攻克。

和常规高楼大厦电梯厢使用的支撑轨道和导向轮不同，太空电梯使用的爬升机构是一种电磁推进的磁悬浮列车系统。

磁悬浮技术的好处是爬升机构在太空电梯的升降过程中都不和线缆接触，

减少了磨损降低了维护压力，

另一个优势是可以在制动阶段回收电能。

田越他们经过一段时间的研究显示，从地面爬升到蓝星同步轨道所需的能量约为60兆焦耳/千克。

如果使用与ISS太阳电池阵等效的能量系统，产生约为60瓦特/千克的能量，

爬升到蓝星同步轨道需要12天，

平均每小时125公里。

这类系统一般是用来进行施工和维护。

输送人员，行程时间可以缩短约10小时，

则需要大约1千瓦/千克的功率水平，

能达到2000公里/小时的速度。

输送物资和航天器，可以使用速度更高的电磁发射系统。

电磁发射系统的优点在于效率高，如果使用超导线圈，效率可以超过90％。

既然田越他们已经研究到了这一步，唐欣也同时把她研究的磁悬浮相关技术交给了田越他们。

有了唐欣对核心技术的指点，田越他们的研究如虎添翼。

太空运输系统也是非常重要的一个核心项目。

建立一个成熟的从蓝星到GEO的太空运输系统，是太空电梯的前提和基础。

唐欣给焦湖州他们介绍了太空运输系统，这个项目归他们负责研制，

“该系统包括从蓝星到近地轨道的发射系统，

从近地轨道到同步轨道的空间转移系统，

以及从蓝星到同步轨道的运输支持设施。

这些运输系统不仅能用于太空电梯的建设，

而且有利于刺激太空经济的发展，

这才是建设太空电梯的大环境。”

焦湖州本就是研究相关技术的研究员，自然明白院长的意思，“那您说的这个运输系统必须使用多功能且高度可重复使用的航天器。”

唐欣点了点头道，“是的，从蓝星到近地轨道的发射系统包括各种次轨道、助推发射和单级入轨可重复使用航天器。

近蓝轨道到蓝星同步轨道使用装备化学推进和电推进器的可重复使用载具。

还有从蓝星到蓝星同步轨道的运输支持设施，这些包括了太空站和维修平台，

以及一个燃料生产、交付和储存系统网络，来支持太空中的经济增长。”

这个是焦湖州他们实验室的研究强项，他很有信心可以完成，“我明白了，这个项目我带着大家好好完成。”

“好，我等你们的好消息。”唐欣离开后直接来到了太阳能研究中心。

太空电梯在一开始建设时，就可以具有太空太阳能电站的功能，因此太空太阳能电站技术也要早一步完成研制才行。

唐欣过来自然是给太阳能研究中心发布任务的，“由于碳纳米管具有导电性，因此用于建立初始连接的第一个蓝星到同步轨道的线缆就可以用作直接电力线路。

电力将通过线缆从地面向蓝星同步轨道传输，以支持施工工作。

等到太空电梯建成后，如果线缆表面覆盖太阳能电池薄膜，那么太阳能收集面积达到3600万平方米。

届时太空中的电力将通过线缆传回地面。

这种直接电力传输方法可能比通过蓝星大气层进行激光和微波功率传输的方法更有效。”

“明白了，院长，有了您这个方案，我们的研究会简单很多。”莫子谦笑着道。

“有信心完成是好事。”

唐欣想火箭研究所下单一艘现在主流的大型运载火箭，远征五号火箭完全可以把5.5吨的载荷发射到蓝星同步轨道，不用她在研究新型火箭。

载荷中除了5吨重的碳纳米管线缆，还有太阳能供电、基本的姿态控制、通信和指令系统。

试验中释放缆绳的两个轴是一个难点，唐欣必须特意嘱咐柳老要注意这问题。

接下来的时间，唐欣就跟曹老他们在材料研究实验室一起进行实验，

失败过很多次，最后终于研制出一直线缆材料，它的取材上从月球表面得来的二氧化硅，再加入碳纤维复合材料制成，并被称为GT-1号复合材料。

唐欣对曹老道，“等你们研制出5吨的缆绳，接下来就是前期发射任务，使用火箭将研制完成第一根5吨重缆绳携带发射进入蓝星同步轨道。”

现在已经有了实验数据，曹老自然是信心十足，“我们会尽快制作成功。”

过来不久，五吨重的缆绳被火箭携带离开地面，进入高空后，缆绳的两个轴分别向两个相反的方向进行部署。

一端受重力作用朝向蓝星前进，另一端受向外离心加速度作用向远离蓝星方向运动。

火箭速度很快，眼看着两端完全展开，蓝星一端将被收回并固定。

在电缆固定后，一直处于蓝星同步轨道上的无人飞船站沿着电缆向外移动，成为电缆远端的平衡配重。

已然完成对一个稳定的、最简易的太空电梯的雏形。

工厂已经有了完整的技术和建造流程，在生产制作缆绳的时候速度很快。

在等待发射第一根缆绳的过程中，曹老他们也问了唐欣一些事情，“院长，关于太空电梯的组装，维护和修复系统，您是怎么想的？”

唐欣道，“为了建设和维护太空天梯系统，需要建立两个环境的组装、维护和修复系统，

一个是从蓝星地面到近蓝轨道，

另一个是从近蓝轨道到蓝星同步轨道。

在初始的线缆模块被发射到同步轨道并开始释放后，

需要在大气中组装一座50公里高的塔楼，并连接到从同步轨道悬挂下来的线缆系留结构。

这需要新型的高空施工平台，包括重型空中飞艇、高空气球以及可重复使用的火箭。

而从近地轨道到蓝星同步轨道，需要一个以自主型机器人为主的系统，能够自行完成太空组装、维护和修复系统。”

“这个系统感觉跟飞蛛一号很相似。”老孔想到太空中转站的构造，心里不禁一喜。

唐欣微微一笑道，“确实如此，我当初研制太空中转站也有想过太空电梯这个项目。”

曹老和老孔都不知道说什么好，院长这走一步看三步的思维也太强了，他们自愧不如。

在第一条线缆完成部署后，唐欣就吩咐试验研究员，“发布命令，利用爬行器沿着线缆攀升，同时展开附加的线缆。”

“是。”研究员回答后立即开始行动。

现场控制中心的工作人员还在汇报，“爬升器的配重为528公斤，

携带1根694米长、重量为316公斤的线缆，开始爬升。”

在爬升器携带的线缆展开后，将加固第一条初始线缆。加固完694米后，

剩余的212公斤爬升器将继续上升最终沿着线缆来到蓝星同步轨道外侧成为配重。

爬升器的动力来源是激光无线传输电力。

按照46千瓦的传输功率计算，

过来许久，辅助人员再次汇报，“爬行器爬升到公里高度的0.1G重力点，将需要116小时，每秒爬升速度约30米。

每2小时发送一个爬升器，并将线缆强度增加3.5%，则线缆的提升能力将每102天翻倍一次，个月后线缆的总质量将达到20吨。

使用这根20吨的初始线缆，每3个月可以再生产出1根20吨的太空天梯线缆。

在一年半内20吨重的线缆就能变成1000吨。”

随着实验数据的汇拢，大家也都知道了后续的实验内容。

太空电梯计划配重达到了吨，

包括近蓝轨道中转站、同步轨道空间站、蓝月轨道中转站。

等到月球基地工，后续还会增加火星探索中转站和太阳系深空探索中转站。