三、月球太空电梯

三、月球太空电梯

赫彭海默先生的设计确实很巧妙,但玻璃纤维袋上满是孔洞,用玻璃纤维袋包装的月壤很容易漏出。从而产生太空垃圾。路面用熔融岩石铸造,需要用电炉熔铸1000吨的石板,没有先例。180千米的磁悬浮轨道,加上矿车返回的道路,估计要2000亿,成本不低。月壤收集器保持在固定位置和安全停靠到基地上,代价不菲……有没有更好的方案呢?有,这就是建造月球太空电梯!我们把它的系留卫星称为嫦娥基地,把月壤冶金企业建在这里。

因为月球有一面永朝地球。它L2点在月球表面的投影位置不会改变。这样卫星在L2点,相当于在地球的静止轨道。另外卫星高于拉格朗日点,也会受到向外的力,也可用于平衡吊天梯的重量。地月系统的L2点,离月球只有6.5万千米,因此月球太空电梯只要高7万公里就够了。这样我们就可以按第一章的公式,估计月球太空电梯的建造费用了:

碳纤维缆绳的许用应力仍取σ=4×109牛顿/平方米;月球赤道半径R0=1.738×106米,k=40,g0=1.622米/秒2,ρ=2000千克/立方米。代入公式可得:≈3.88。

这样每年运送1000万吨月壤的固定式的月球太空电梯,大约要393万吨缆绳。按20年折旧,折旧费为2万元/吨,按当今价格,它比磁悬浮轨道加矿石收集器的方案高!但我还是更青睐月球太空电梯方案:

未来碳纤维或其他材料的比强度,可能比今天更高:大规模生产之后,碳纤维价格将更便宜;到那时两方案的运输成本应相差不大。但月球太空电梯明显比矿石收集器更可靠。

从嫦娥基地出发,只要170米/秒的速度,就能让航天器摆脱地球引力桎梏;而将基地建在离地球16至32万千米的椭圆轨道时,要增加420米/秒的速度,才能脱离地球。根据相同的理由,星际邮轮停泊到嫦娥基地所消耗的能量也更少。