采用投掷方式运送物资回地面,不可行
如果按前述的方案建成漂移式太空电梯,那么货物从系留卫星出发,沿着吊天梯下行到空中码头,其成本大约是3.1万元/吨。加上用空天飞机将货物运回地面的费用,估计要10万元/吨。这么高的下行费用,使得除了贵金属和核原料外,运送其他物资回地球,都将无利可图。
为了减少货物运回地面的费用,有一些流传甚广的设想:将大量的铁镍矿石投放到煤田附近,或者丢下一颗陨石,瞬间在海滩上建造出一个港口,将彗星投进沙漠,建设人造绿洲……可惜,这些设想都不现实。
要使天梯能够将物资投到地球大多数地方,它必须与赤道有60度的夹角。但是,这样在建造天梯与运送货物时,就要多消耗能量,增加成本。而且空气阻力、提升货物都会使天梯的高度下降。因此必须利用通电导体与地球磁场的作用力给天梯加速。因为这个作用力的方向与赤道平行,所以天梯与赤道的夾角会逐渐减小。要阻止夹角变小,必须改用电火箭加速。这样成本又太高。
另外,在什么地方投掷也很重要。如果在系留卫星把东西朝下抛,因为惯性,物体速度与系留卫星相同,抛出后立即成为地球卫星。如果要凭空气阻力使之坠落的话,不知要等待多少年,而且落点也无法控制;如果将物体加速到6千米/秒后抛出(考虑到赤道附近地球自转速度为460米/秒),物体能够顺利地落到地面。不过每发射1吨物资所消耗的能量就要上万元,而且让货物从3000多千米高处落下来,所产生的破坏力相当于数倍其重量的炸药爆炸。
既然不能从系留卫星把物体向下抛,那就只有让物体沿着吊天梯下行到空中码头,再进行投掷了。且不谈每吨货物的投掷费用,仅沿着吊天梯下行的费用就比同重量的铝合金价格更高。所以采用投掷方式将货物运回地面,目前不可行。
太空码头对地球的速度约4.53千米/秒,在这么快的速度下投掷,很难瞄准地面目标。为了增加投掷的准确度,减少矿石对地面的冲击力,必须将矿石以4千米/秒以上的速度向后抛出。仅此一项,每吨成本就达数千元。即使如此,为了确保安全,陨落地点只能选择人迹罕见的沙漠、草原和海滩。这些地方都不适宜人类生活。从而给今后的开发带来麻烦。
为了减少空气对吊天梯的阻力,空中码头高度应在200千米以上,这样1吨矿石抛下去,相当于半吨炸药爆炸。虽然可以将矿石粉碎成小块,利用空气阻力,减小陨落时对地面的破坏,但这样又增加了投掷的成本。
有人设想:未来缆绳强度大大增加,价格下降,使天梯可以做得很高,这样天梯绕地球旋转的速度变得很慢,完全可以让矿石从空中码头自由坠落。为了减小落下时对地面的破坏,可将铝锭熔化,吹入空气变成泡沫铝。然后投入海洋,用船舶将其运到港口,再炼成铝锭……
上述设想的前提是:货物沿吊天梯下行成本降到地面金属铝的价格:2万元/吨之下。当下行成本降到这么低时,就可将货物从太空直接运回地面。这样上下运输成本更低。如果硬要采用投掷方式,就不能将天梯固定,就要增加货物上下行成本。而且就算是陨落矿石也没有优势。轮船在海上捞取金属锭,并不比从锚固点直接装船外运便宜。
总之,采用投掷方式将物资运回地面,不可行。