第四卷此起彼伏 第158章 可行性研究

    一个月以后，层级链机器人成功地占领了撒哈拉沙漠以南的全部非洲地区。

    为了有效抵御层级链机器人向北攻入欧洲，联军决定再一次向华夏国采购十万台高智能机器人战士，主要部署在欧洲军区的地中海北岸。

    ……

    姜岳升先给几位将军看了太空电梯的3D视频短片，然后再用动画把一些将军们感兴趣的问题演示出来。

    太空电梯最大的好处就是可以大幅度降低发射卫星的成本，把要发射的卫星用太空电梯带到外太空，然后按照要求抛出去。如果需要变轨的话，卫星自身可以携带变轨的动力设施。

    几位将军看了演示以后都表示很感兴趣，希望姜岳升能再组织一次更大范围的演示。

    这一次姜岳升把军政科技各方的专家学者请来了二百多人，由江玉的学生亲自为大家演示，江玉通过远程视频答疑。

    大部分参会者都对这个方案表现出了非常浓厚的兴趣，认为可以立项进行可行性研究。

    最后，大会通过投票的方式决定，委托中科院航天所负责项目的可行性研究，由江玉及其团队配合。

    可行性研究分为几大部分：

    一、技术可行性；

    二、环境可行性；

    三、实施可行性；

    四、资金可行性；

    五、国际关系可行性；

    六、安全可行性。

    技术可行性研究的重点是验证太空电梯结构设计的合理性，这其中的重中之重便是高强度碳纳米管纤维的强度及环境适应性。

    环境可行性重点验证在外太空环境下，系统对宇宙射线、温差、太空垃圾撞击的适应能力。

    姜岳升最担心的就是碳纳米管纤维的强度到底行不行。

    根据妈妈的团队的计算，只要碳纳米管纤维的强度达到80Gpa以上，就能达到要求。而根据目前汪淼院士发表的论文的实验结果，碳纳米管纤维的强度可以达到120Gpa，理论上是可以满足要求的。但是如果真的批量生产出产品来是不是也能够满足要求，目前还需要试验验证。

    在中科院的材料科学分院进行实测时，姜岳升被约请参加。

    他们从一个比较大的碳纤维生产厂拿来了一些样品，包括直径一毫米到直径三十毫米不同尺寸的碳纳米管纤维产品，都需要在拉伸试验机上逐一测试。

    最先测试的是直径一毫米的产品。

    工人们用拉伸机把被测样品两端的固定柱夹在夹具上，便启动了拉伸测试机。

    拉伸测试机的屏幕上开始显示拉力，从一百公斤拉力开始，一次增加一百公斤，中间要停顿十秒钟。

    当拉力加到九千公斤的时候，周围的人都紧张地屏住了呼吸，以为就要断了。

    可是那根被测样品就是不断。

    拉力又加到了一万一千公斤，还是不断。周围不断地传来赞叹声和议论声。这就意味着，一毫米直径的纤维丝能拉起十一吨的重量，已经完全能够满足建设太空电梯的拉力需求了。

    拉伸测试仪继续加力，一直加到了一万一千九百公斤时，“嘣”的一声，碳纳米管纤维终于断了。

    周围的人一起鼓掌喝彩，不到一平方毫米就能拉起接近十二吨，确实太厉害了。

    可行研究的下一个验证也非常关键，就是要验证从同步卫星分别向两侧释放出五万多公里长的碳纳米管纤维，看看这根纤维到底能不能稳定下来，一根垂向地面，另一根向比同步轨道更高的轨道空间漂。

    当然，要想让一根十万公里的绳子稳定下来，是需要一些外力的。要在纤维上安装霍尔推进器来稳固纤维的位置，霍尔推进器的间隔为一百公里一台，一共需要七百多台。

    科学院的科学家先在地面上把直径一毫米的碳纳米管纤维制备好，分成二百多卷，每卷五百公里。

    然后用飞船把这五百卷纤维运到同步轨道空间站上。

    在空间站上把碳纳米管纤维用一颗有动力的小卫星牵着向外放。

    施放的方向就是沿着同步轨道，一前一后同时施放。

    每放出去五百公里就需要把下一卷纤维再接上，然后继续放。半个月后，终于把十万公里长的碳纳米管纤维放完了。

    不过这只是完成了第一步，因为碳纳米管纤维是完全沿着同步轨道施放的，这根纤维稳定地漂在同步轨道上。

    但这是没有意义的，因为人们需要的是这根纤维能下垂到地球表面。

    接下来才是实验的关键，就是让这个纤维的一端下垂下来，而另一端上扬到更高的轨道上去。

    要用可变轨卫星拉着这根十万公里长的纤维变轨，一端向地球表面拉，另一端向远离同步轨道的方向拉，然后中间还需要用七百多台小型霍尔推进器来维持住这根纤维的位置。

    这根纤维最终形成的形状很像一个抛物线，也就是y等于负的x的开根号3次方。对称点就是同步空间站的位置，碳纳米管纤维就是对称的两段抛物线。

    但是如果不给碳纳米管纤维施加外力，碳纳米管纤维是无法维持住抛物线形态的，因为在不同的轨道高度上，有不同的与离心力平衡的角速度，而在这个太空电梯体系中，最低的轨道高度为六十五公里，最高的轨道高度接近六万公里，这么大的轨道高度差，需要体系上不同轨道高度上的质点以不同的角速度运行，才能各自平衡各自的离心力。但是体系上的所有质点又是一个整体，需要以相同的角速度运行，所以体系上的质点的受力是不平衡的，抛物线形状的纤维会慢慢地回到同步轨道，因为在同步轨道上才是这根纤维的稳定形态。

    可是我们需要的是抛物线形状，也就是需要纤维向下垂下来，垂到地面上，垂下来的纤维就是太空电梯的绳索。

    所以需要外力来维持体系的平衡，这些外力就是沿着纤维布设的几百台霍尔推进器。

    七百多台霍尔推进器被陆续安装到了十万米长的纤维上，然后由计算机统一指挥，让这根纤维改变形状，变成抛物线的形状。而这些霍尔推进器还需要补充燃料，需要用飞船按时给这些霍尔推进器注入燃料。

    虽然这个过程中出了很多难以预料的问题，但是最终还是成功地把纤维拉出了抛物线的形状。那根下垂到地球的纤维的最下端落在了星家坡的上空六十五公里处的高度。这也基本符合预期。

    在最关键的几项技术验证取得成功后，可行性研究小组向上级提交了第一份可行性研究报告，确认了关键技术的可行性。建议同步轨道空间站框架和碳纳米管纤维索可以开始实施。