獵戶劍腰
[百秒隨筆] 獵戶劍腰
獵戶啊獵戶，
是否能認得你的劍與腰，
我就能尋著歸道？
三星寶劍，一指夜空，
三星腰帶，一痕銀河。
再見的，
卻不是方向。
標籤：
百秒隨筆
星期日, 2月 01, 2004
達克談太空科技（其一）
[達克日記] 2004/02/01--達克談太空科技（其一）
承[達克日記] 2004/01/01--達克談太空科技（其零）。
其一的主題，馬上就是我最喜歡的主題之一：「太空電梯」（軌道塔）了。
什麼叫「太空電梯」（軌道塔）？
WIKI：天梯
從wiki條目上，我們可以察覺，「太空電梯」時至目前為止，仍然算是一個比較籠統的概念，不至於到很抽象、完全無法想像，但仍有各家各派的說法。
就連中文名稱，類似的概念就可以列出一大堆：太空電梯、軌道塔、登宙梯、天梯、登天梯、軌道天橋……八拉八拉一堆……
而且更恐怖的是這些每種名詞說不定之間還有一些細微的差異也說不定。
不過，整體而言，大致上大家的概念都很接近：
「一條從地球延伸出大氣圈的運輸管道。」
最主要作用是：
「高速、便宜且能大量進出大氣圈。」
至於「高速」、「便宜」跟「大量」哪一個因素被當成最優先，這就看建造者怎麼想了。
但，我個人最喜歡的稱呼還是「太空電梯」或「軌道塔」。
為了打字方便，這系列日記都以這兩種說法為主，而我盡量統一稱呼為「軌道塔」。
----
為何我個人對「軌道塔」這個東西這麼著迷？
理由其實很難一下清楚地解釋，但大概不難跳脫：「這代表了地表上所有的角落，從此再無死角。」
軌道塔最主要的功能當然是「進出大氣圈」。
（請注意，不是宇宙，而是大氣圈而已；
自由在宇宙裡移動靠的是太空船，站在軌道塔頂裡，也僅是出了大氣圈而已。）
現行我們地球人進出地球大氣圈主要多半是靠火箭或太空梭，單次發射推進上去。
這樣的作法，每次都要消耗大量的天然氣來燃燒推進，現狀下偶爾做個研究、送幾個衛星、丟太空站零件上去，一年全地球來個一兩百次，勉強還吃得消。
但，火箭每次衝上去時，所要對抗的萬有引力、大氣摩擦力、多次準備的功夫，其實都是一再的耗損。
火箭的使用，就像我們人類蓋了高樓，卻不弄樓梯或電梯，每個人要上樓時，就跑去把自己裝進馬戲團射小丑用的大砲裡，帶個安全帽（火箭外殼），然後把自己射到想要的樓層去。
火藥的浪費、中間的危險性，還有操作、保養大砲的砲手等，都是很大的開銷。
因此，在人類使用高樓的情況中，電梯是很必要的設備。
而軌道塔，就是這樣的「太空電梯」。
軌道塔，可以有效地減少這些不必要的能源消耗，光是不用每次都對抗大氣摩擦力，就可以節省很多能源；更重要的是，軌道塔絕對比火箭跟太空梭安全好幾倍。
雖然這樣說很遺憾，但，時至二十一世紀的今天，我們地球人射太空梭跟火箭上去時，都是在賭命，沒問題就還好，一有問題就是全部死光光，大家只有事後檢討、追悼的份；更慘的是，很多時候發生的事故災難後，所有的證據都攤開了，我們卻還是找不出問題。
因為，一艘燃燒飛行中的火箭，說穿了就是一個會飛的炸彈，不穩定、未知的因素實在太多，我們沒辦法控制變因。
而軌道塔，就是在提供這樣一個穩定的環境，試圖去減少這些不穩定的變因，讓我們每次的太空旅程都能更安全一些。
----
軌道塔的象徵意義，當然很像是古代巴比倫塔那樣，彷彿人類征服了天空。
可，實際上，在執行建造軌道塔的過程中，人類所超越的意義，卻比天空更高。
在大約二十年以前，軌道塔這樣的概念，只能是科學家與科幻作家的期待，有點科學常識的人都會很清楚：「我們的材料技術蓋不成軌道塔。」
（詳細的內容，我們會在這系列日記的其四來談。）
直到大約十年前左右，C60結構被科學家們給認識了之後，我們才發現到「奈米碳管」這個夢幻材料！
奈米碳管便宜、輕、硬且韌。
（請注意，這裡的「便宜」絕對不是人人買得起，而是值得投資。）
就某種意義來說，奈米碳管簡直比想像中的鋼彈合金還夢幻！
因為它實在有夠輕！
它的主要元素只有C，比起所有金屬都還要輕，硬度不輸大部分金屬、韌性也夠。
若軌道塔要一路從赤道地表拉到同步軌道，就算直徑只有用一公分的鈦骨架管做，那個重量也絕對不是地表上任何自然地面可以承受的。
就算選定的地點上，地盤有最硬的花岡岩也根本不可能。
更遑論這個軌道塔上要裝滿各式各樣其他的東西，總重量單位將起碼用「萬噸」來算。（不含軌道塔本身的重量喔，我說的是附加上去的東西就起碼萬噸單位。）
軌道塔下方的地盤怎麼可能承受得了這種壓力？
更不可能談這麼重的金屬等材料要怎麼在建造過程中，「一路堆高上大氣圈」了。
單單一條長度連接後足以從同步軌道直垂落到赤道地表的鋼索，都會重到我們現在最猛的太空梭跟火箭都運不上去。
若只想靠二十世紀八零年代以前的材料，是不可能在合理預算內把軌道塔弄出來的。（就某種意義上來說，我幾乎可以斷言，就算有鋼彈合金跟米思里魯銀都辦不到。）
而奈米碳管的出現徹底解決了重量的問題。
它不僅可以做軌道塔的骨架，一併連許多其他材料的問題也解決了。
----
花了這麼多力氣，終於、彷彿、好像可以蓋這個軌道塔了。
但是，軌道塔到底對我們的日常生活有什麼幫助啊？又不是每個人每天都會快樂上太空？
當然，如果以「馬上就要看到成果」或者「馬上就與生活息息相關」當作判斷軌道塔是不是有用幫助的話，那軌道塔勢必不用蓋了。
而且這世界上有百分之九十以上的事情，我們也都不用作了。
用更極端的說法，我們可以回去過原始人的生活，連語言也省了。
凡事要稍微把眼光拉的遠一點點。
以最近很流行的話題叫「永續發展」為前提來思考的話，
人類要生存，就需要資源，
要維持至少目前的生活水平，也就是所謂資訊時代的生活水準，我們更需要大量的資源，
而這個「大量」的定義，以石油來說，我們再怎麼省著用，也不過一百年內就會用乾。
石油這個資源，還算是已經廣受重視開始尋找替代品的東西，所以就算真的暫時沒有石油，也沒有更新的能源替代品出現，我們起碼也還能靠現有的核分裂再撐一陣子。
（別跟我講什麼再生能源或核融合，我之前諸多文章都有辯駁過，現狀下所有再生能源都不足以維持地球六十億人口，核融合穩定運轉所需的壓力，不是地表可以做的。）
但，我們需要的資源何止石油而已？
我們用最多的材料：「鐵礦」與「銅礦」，蘊藏量加上我們有效資源回收，最多也不過再頂個幾百年了。
地球表面所有的金屬礦物太過有限。
即便我們想盡辦法回收，回收的過程中必有損耗，回收再造的過程也是將消耗數倍於初次使用時的能源量，這些都將是未來一定會遇到的問題。
近年來銅鐵價格大漲，除了石油上漲之外，其實就是因為已經開始反應礦量預期的減少了。
時至地球表面沒有我們需要的礦藏等資源時，我們要去哪裡找？
當然只有出地球。
若真到那樣的時空背景下時，姑且不論旅客，單單貨運進出大氣圈的航運量與頻率，絕對會大到我們不可能再用現行狀況下火箭或太空梭單次單次運送的方式來解決問題。
就算有單位肯這樣單次送，中間浪費掉的能源跟人力物力，絕對遠大於現在投資研發、建造軌道塔！
----
相關閱讀：
[閒聊] 二十一世紀的巴比倫塔
[新聞] 日砸3千億 打造太空電梯
[轉貼] 癮科學：太空電梯
----
相關日記：
[達克日記] 2004/03/01--達克談太空科技其二之一
訂閱：
文章 (Atom)
