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你如何把能量输入你的月球基地?手机qq注册新账号有一座几千米高的混凝土塔

天文学与空间 2021-10-30 00:00:55

斯科特·阿兰·约翰斯通,《今日宇宙》 信用:NASA 这听起来像科幻小说,但在月球表面建造一座几千米高的巨大塔可能是利用太阳能进行长期月球探索的最佳方式

这种塔将把太阳能电池板提升到月球表面阻挡的地质特征之上,并扩大可用于发电的表面积

未来任何规模的成功月球基地都需要两种关键资源:水和电力

自从在月球南极附近永久阴影环形山的深处发现了冻结水冰的证据以来,极地地区已经成为美国宇航局未来登月的主要目标

水可以用来饮用,当然,也可以用来种植植物,还可以作为火箭燃料,或者在分子水平上分离出来制造可呼吸的氧气

但是,尽管月球的水是在陨石坑盆地深处发现的,但发电可能来自陨石坑边缘上方的高处,那里已知存在“永恒之光峰”

这些山峰几乎不会有阴影,是放置太阳能电池为月球上的取水活动提供动力的理想地点

然而,“永恒之光峰”很小,为了最大限度地利用它们,垂直建造它们可能是有意义的——大大增加了无障碍太阳能发电的可用表面积

虽然要真正尝试这样的建设还需要几十年的时间,但哈佛大学的研究人员已经开始研究这样一个项目的可能性和局限性

他们在2月底发布了一份关于ArXiv的预印本论文,该论文探索了控制如此巨大的月球塔建造的物理和材料科学

月球两极附近的水

信用:NASA 世界上最高的建筑——哈利法塔高达828米

在月球上,建造比这高得多的东西是可能的,因为月球环境有三大优势

首先,月球的重力只有地球的六分之一,这意味着建筑物可以在更高的高度承受自身重量

其次,月球环境缺乏大气层,这意味着月球上的建造者不必像在地球上那样考虑强风的影响

最后,月球安静的地震环境意味着月球塔的建造者不必担心地震的影响——或者更确切地说,月震的影响

考虑到这些参数,研究人员能够计算出,要安全地建造一座高达几公里的混凝土塔,至少需要20厘米的壁厚

建造更高的建筑是可能的,但所需的混凝土成本和数量在两公里之外急剧增加

世界上最高的建筑——哈利法塔高达828米

信用:唐纳蒂通,维基百科 研究人员选择混凝土作为建筑材料,因为它可以很容易地由月球土壤(浮土)制成

从地球运输钢梁的成本会高得令人望而却步,因此能够利用月球资源建造高塔是至关重要的

研究人员还测量了混凝土重量的压缩应变以及其抗屈曲能力,以确定这种结构可能建得多高

虽然高达17公里的塔在理论上是可能的,但研究小组的结论是,“在一段时间内,需要在合理的时间内加工成混凝土的浮土的质量和体积很可能是限制因素

如果我们要求一年的建设时间,那么一个2公里长的塔每天需要处理11公吨

一个1公里的塔需要80%的低费率

从现在起的10年或20年内,这些数字似乎是可信的

" 因此,高耸的月球摩天大楼不仅是可能的,从长远来看,也可能是月球发电最实用的解决方案

月球建筑超过哈利法塔高度的那一天还有很长的路要走,但是随着阿尔特弥斯计划在本十年重返月球,这样一个项目的基础可能会在不太遥远的将来奠定

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