系留卫星的结构

三、系留卫星的结构

系留卫星由本体和太空城两部分组成。从整体上看,系留卫星犹如一只张开双翅的“信天翁”。它这对翅膀就是两块各16平方千米的太阳能电池板。要使太阳能电池板能够最大限度地接收阳光,它就必须不断调整自己的姿态!“不畏浮云遮望眼,只缘身在最高层。”处在太空的电池板,怎么可能被遮挡呢?然而,遮挡它的不是浮云,而是自己!

当某地区的早晨迎来天梯时,天梯的东侧正对着太阳。如果电池板呈东西方向排列,它就与阳光平行。只有让电池板的轴芯朝着南北方向,同时让它跟着系留卫星同步旋转,才能使电池板在任何时候都正对着太阳。

在太阳能电池板旋转轴的顶端是天文台。这使系留卫星有点像封神演义中的杨任——眼睛长在手上。

望远镜建在太空有三个原因:首先大气湍流会造成星光闪烁、抖动,影响分辨率。其次,太空中的望远镜可以观测到星星发出的,被大气层吸收殆尽的红外线和紫外线。第三,望远镜主镜面在重力下容易变形,从而使镜面结构重量大增,口径难以增大。而太空微重力环境下,天文望远镜的镜面,不会因为重力而变形,因此望远镜的尺寸可以做得很大。

系留卫星的本体:它是个直径约1554米的圆筒。吊天梯就连在本体下端。圆筒壁厚约100米,微重力工厂、仓库和游乐园就在这里。本体中心是建造太空采矿飞船的船坞,也可以临时存放从太空捕获的大块物质。

鸟类都有脑袋,既然把太空电梯比作“信天翁”,那么它必然也有头部和尾部。太空电梯的指挥中心在本体的东方,位置与两侧的太阳能电池板平齐。因此位于尾部的小型航天器入口就朝西方了。尾部入口有两个,里面是电磁加速轨道,这轨道通到头部的两侧,可以向前或向后发射小型太空交通艇。为了让加速轨道尽可能长一些,头尾皆从圆柱形的本体凸出了不少。

头尾之外是“信天翁”的腹部了,这里套了上、下两个太空城。太空城内孔表面布满了永久磁铁和线圈。相对应的系留卫星本体表面也有磁铁和线圈。通电后可驱动太空城旋转。与此同时太空城的线圈产生电流,为太空城内的工厂和居民提供电力。当太空电梯运行到地球的影子里时,可利用旋转的太空城为系留卫星本体供电。因此,太空城又相当于一个巨大的蓄电池。

太空城在蓄电和发电过程中,旋转速度会加快或减慢。当太空城旋转速度改变时,会使系留卫星本体向相反方向旋转。系留卫星本体旋转将使太阳能电池偏离南北方向影响发电效率;另外还会使吊天梯扭转,让空中码头改变方向,使空天飞机难以停泊。因此系留卫星必须建有两个太空城,而且这两个太空城的旋转方向相反。通过调节两个太空城旋转速度,避免系留卫星本体旋转而引起的各种弊病。

系留卫星太空城有人造重力,而系留卫星本体处于微重力状态。人们进出这两种环境,必须乘重力转换列车。列车由若干节车厢组成,每节车厢约3米宽,30米长,头尾有气密门。里面两侧平行,另外两面,一面凸起一面凹陷。犹如截面呈方形的香蕉。车厢内部凸起的一面为“上”,有吊环拉手。而凹进的一面是“下”,有座位和防滑花纹。

重力转換列车启动前,列车和本体间的气密门关死,两门间空气也抽除干净。解除列车与本体的锁定后,乘客们只觉得轻微抖动了一下,列车就开始加速,每个人都抓住扶手以免滑动或倾倒,很快,久违了的重力又把大家压在“地板”上。一分钟后,列车停止了加速,列车与太空城的接口互相穿插、锁紧。列车通向太空城的门打开,可爱的重力没有消失,乘客们可以跨进太空城了!