关于宇宙的资料,《三体》中的太空电梯真的建不了吗?肌腱和脊椎生物学机制或能解

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印度发现奇异行星 !一年时间只有19.5天

印度科学家发现一颗奇异的系外行星,环绕类日恒星运行。它的体积很大,质量是地球的27倍,与母星之间的距离是地日距离的七分之一,一年只有19.5天。由于温度在600摄氏度左右,这颗行星很难支持生命存在。

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  太空电梯艺术概念图   在科幻作品中,我们经常看到太空电梯。实际上,美国宇航局和其它航天机构也一直在探讨打造太空电梯的可行性。工程师通俗以为这是一个很棒的想法,但当前的质料无法蒙受制作过程中的伟大应力和压力。不外,总有不信邪的人存在。约翰斯•霍普金斯大学的数学家丹·普佩斯库和机械工程师肖恩·孙便指出,只要制作者能够从生物身上取经,仔细评估相关风险同时制造一批自主维修机器人,我们完全有可能在不久的未来制作一部太空电梯。
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  艺术概念图,建在低地球轨道的太空电梯   研究过程中,普佩斯库和肖恩对太空电梯工程举行建模。他们的模子是基于生物学结构(例如韧带和肌腱)的最大应力与最大拉伸强度比率的计算结果。这个比值远高于工程中使用的应力-强度比。在工程制作过程中,建筑质料吸收应力的能力至少要到达应力损坏力的两倍。研究论文刊登在预印本平台arXiv,守候偕行评议。   普佩斯库和肖恩指出,这样的应力-强度比对通俗的土木工程项目已经足够,但巨型结构的要求太过严酷,这样的比率无法有用控制失效概率。太空电梯规模重大,不亚于人类制作的任何巨型结构。
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  太空电梯艺术概念图   太空电梯能够将职员和货物快速运到地球大气层之外,某些太空电梯设计并不使用火箭。这一设想由俄罗斯科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基在1895年率先提出。在此之后,天空电梯的设计不停精炼,但基本要素并未发生改变。太空电梯接纳一根固体在地球上的缆绳,通常是赤道区域,缆绳向上延伸直至地球静止轨道,距地面约莫35786公里。   缆绳的顶端是一个配重。引力和外向离心力之间的匹敌让缆绳处于紧绷状态,上面的吊舱或者货舱可沿着缆绳上下移动。制作太空电梯的主要挑战在于,超长的缆绳面临伟大应力,当前的任何质料都无法蒙受。
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  太空电梯能够将职员和货物快速运到地球大气层之外   已往几十年,一些大型设计竞赛和提案连续不停登场,都希望能够解决这个问题,

数亿年前这三颗星球都拥有海洋和河流,但如今只有地球生机勃勃!

秘鲁的安第斯山脉,印加帝国的家园,那个失落的文明称他们自己为“太阳的子民”,崇拜太阳为他们的神。直到今天,那种关系仍旧至为重要,我们确实是太阳的子民,因为我们每天的生活都要依赖太阳!

但迄今为止,没有一个设计取得成功。2014年,谷歌研发团队GoogleX曾将眼光投向太空电梯,但那时没有人能够制造跨越1米的超强度碳纳米管缆绳。意识到这一点后,Google X选择了放弃。太空电梯工程师寄希望于碳纳米管,但这种想法可能落空。凭据2006年的一项建模研究,10万米长的纳米管缆绳将不可避免地存在缺陷,导致总体强度降低70%。
关于宇宙的资料,《三体》中的太空电梯真的建不了吗?肌腱和脊椎生物学机制或能解   太空电梯艺术概念图   论文中,普佩斯库和肖恩提出了一种差别的解决方案。虽然碳纳米管是理论上制造太空电梯缆绳的最佳选择,但当前的手艺无法制造出跨越几厘米长的碳纳米管,让这一方案不具有可行性。他们建议接纳一些复合质料——碳纳米管与其它质料相结合——虽然强度不及纯碳纳米管,但我们可以借助自修复机制获得所需强度,以确保巨型结构的稳定性。
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  太空电梯艺术概念图   自修复机制至关重要。两位研究员提议将缆绳偏向一分为二——向上和侧向,前者进入一系列客栈段,后者进入一系列平行细丝。当任何细丝泛起故障——这种情形不可避免——影响仅限于自身的客栈段,负载立即由邻近段分管,直至修理机器人抵达举行替换。他们在论文中指出自动修复机制能够保证太空电梯在高应力条件下的可靠性,让使用强度较弱的质料举行制作成为可能,进而让制作太空电梯的梦想照进现实。
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  制作太空电梯的梦想何时才气照进现实?   普佩斯库和肖恩指出这种模子的基础是降低应力比,将眼光从工程学尺度转向经常在生物身上发现的结构。人体跟腱和脊柱可以蒙受异常接近于自身抗拉强度的应力,远远跨越工程师允许的钢材受力极限。其主要缘故原由在于,肌腱和脊椎至少在一定种程度上拥有自我修复能力,而这正是钢材所欠缺的。   两位研究员指出若是太空电梯在设计上具备这种能力,便无需守候超乎想象的质料学提高。他们在论文中说:“我们以为巨型结构的设计不仅要允许组件发生故障,同时还要具备自行修复机制,以替换破损的组件。这种设计能够让巨型结构在极高负载情形下正常运转,而不会损坏其完整性。也就是说,我们完全可以行使现有质料制作太空电梯这样的巨型结构。”

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菜鸡菜鸡
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