拖“辮子”的航天器
來(lái)源:科學(xué)博覽 2009-09-04 19:31:31
在茫茫宇宙里,有許許多多人造航天器遨游著(zhù)。它們有的圍繞著(zhù)地球旋轉,傳送著(zhù)廣播、電視信號,有的進(jìn)行著(zhù)太空探測和科學(xué)實(shí)驗。這些航天器的外形各不相同,千姿百態(tài)?墒,你見(jiàn)過(guò)拖著(zhù)“辮子”航天器嗎?美國航天局的科學(xué)家就準備為某些航天器裝上這種“辮子”。
航天器干嗎要拖著(zhù)“辮子”呢?它是用來(lái)接收和發(fā)射電信號的天線(xiàn)嗎?不是。它是用來(lái)進(jìn)行科學(xué)探測的儀器嗎?也不是。原來(lái),它是用來(lái)為航天器電力的。
現在的航天器大都采用燃料電池或者太陽(yáng)能電池宮殿。這些方法提供的電能不夠充足,也不夠穩定,而且分量很重,很不經(jīng)濟。要知道,航天器的起飛重量增加一千克,就要多花費上百萬(wàn)美元!有沒(méi)有更好的辦法呢?
1831年的秋天,英國的化學(xué)家、物理學(xué)家法拉第發(fā)現磁鐵在線(xiàn)圈中移動(dòng)的時(shí)候,與線(xiàn)圈相連接的電流計的指針隨之擺動(dòng)。美國航天中心的科學(xué)家們應用電磁感應原理為航天器開(kāi)發(fā)初一中心的能源。他們把長(cháng)長(cháng)的電纜系在人造地球衛星上,當它在星球磁場(chǎng)中運動(dòng)時(shí),就能產(chǎn)生出感應電流。把電能儲存起來(lái),可以作為推動(dòng)航天器飛行的動(dòng)力?茖W(xué)家們計劃在“國際空間站”上采用這種發(fā)電系統,從而大大減少航天器所攜帶的燃料。這條長(cháng)達10千米的“辮子”需用一種特殊材料制成,重90千克。它使飛船的總重量減輕了1900多千克,至少可以節約費用20億美元。
科學(xué)們已經(jīng)在航天飛機上成功的托著(zhù)“辮子”進(jìn)行了兩次發(fā)電實(shí)驗,但要實(shí)際應用還有許多難題。最主要的是制作發(fā)電電纜的材料要求很?chē),既要強度高,又要重量輕,還要傳導電流損耗小。
一種被稱(chēng)為“超級纖維”的特殊材料可以但當這個(gè)重任,它的強度是鋼的一百倍,重量是鋼的1/6。它的名字叫“碳納米管”,是應用納米技術(shù)制造出來(lái)超細空心碳纖維“納米”是個(gè)非常非常小的長(cháng)度單位,“碳納米管”的直徑是1.4納米,5萬(wàn)條“碳納米管”并列起來(lái),才有一根頭發(fā)絲那么粗!納米技術(shù)屬于尖端高科技領(lǐng)域,對信息工程、生物工程、材料工程技術(shù)的發(fā)展具有非常重要的意義,F在科學(xué)家們只能生產(chǎn)很少量的“碳納米管”,大約只有幾可。幾可和90千克相比,差距還大得很呢。只有納米技術(shù)發(fā)展了,能夠大量生產(chǎn)出“超級纖維”,我們才會(huì )真正看到拖著(zhù)“辮子”的航天器在空中飛來(lái)飛去。
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