[发明专利]一种人造天梯及太空列车

说明书

技术领域  本发明涉及一种人类登入太空的通道及运载工具。

技术背景  人类要进入太空，最大的难关就是克服地球的引力。利用航天飞机运输，每100克货物约需1500美元，这实在太贵了。科学家从高入云霄的铁塔和摩天大楼中的高速电梯得到启示，设想建造一个具有同步卫星高度的铁塔，在塔中安装高速电梯，那么人们就可以随意往返太空和地球之间了，然而，这仅是一个设想，这样的高塔要有3.58万公里高，为了保持塔身的稳定，使其不被自身的重量所压弯，塔地面积至少得占地40万平方公里，这是难以做到的。还有的科学家提出建造一个同步卫星往下延伸的倒梯的主意。他们设想从卫星上挂下一个梯子通到地面，这个从天而降的梯子长达3.58万公里。如果卫星带着这样一个又长又重的梯子，在地球引力(即重力)的作用下，会连同梯子一起掉下来，如何使这个“下天梯”以及卫星悬在空中呢？必须再从地球向上建造一个“上天梯”，当上天梯的高度达到10.8万公里的时候，它所受到的向上的力就同天梯所受向下的力大小相等、互相平衡，卫星就不会掉下来。这个太空天梯便悬挂在空中了。还有就是利用一种比钢的强度还要高许多倍的圆柱体碳分子材料—毫微管，把它制成刚强无比的缆索，让太空列车沿缆索上下穿梭，这种缆索如此巨大，以至于不得不逮住一个小行星，把它拖到地球轨道上来充当配重保持平衡。上述只是人类的种种构想，无法实现人类自由进入太空的愿望。

发明内容  针对现有技术的不足，本发明提供一种在现代科技水平可以实现，能够制造的可使人类登入太空或向太空运送物体的人造天梯及太空列车。本发明采用以下解决方案：

人造天梯由高100米的基座和高强度长达1000公里的通道组成，基座底部设有两条交叉隧道，交叉处与基座顶部的天梯通道相联，两条隧道的四个进风口处设有大型温室，隧道内部设有风力发电装置，天梯通道设在伸出基座顶部的套管上，外部涂有隔热材料，内部涂有坚硬的碳纤维防弹合成材料。天梯通道外部涂有荧光粉，距地面20公里处设有避雷针。基座高100米，直径500米，选址应避开风雨雷电的高发区。天梯通道可以这样建造：用高强度防弹纤维材料，它纤细如游丝，却比钢绳还要强硬；轻薄如纸，却比钢铁还要坚固，且性能超强，它的密度比水还小，置于水中可以浮起来，而且其强度与同直径的钢丝相比还要高15倍，重量却只有钢丝的八分之一。这项被被列入中国科技部国家攻关重大科技项目、国家火炬计划项目，并由宁波大成集团研制生产的高强防弹纤维使中国成为继荷、美、日之后，世界上第四个拥有这项技术的国家。用这种轻薄如纸的材料制作一个长达一个1000公里的口袋装在套管上，在基座底部加热空气，并吹向口袋，使口袋伸向天空并悬浮在空中，由于空气的浮力作用，巨大的口袋就像热气球一样升向高空，当口袋在高空遇到低温环境上升困难时，可封闭基座的四个进风通道，利用大型空气压缩机向口袋充入高压空气并加热，迫使口袋继续升高，当口袋达到100公里以上时将处于失重状态，在空气的浮力和地球自转产生的离心力的作用下，巨型口袋会不断向高空延伸，当达到1000公里时，将口袋顶部向下的排气通道炸开，使口袋内空气向下喷出。此时，口袋变成了一个通风管道，在基座底部加入氮化碳纳米复合涂料，通过管道内的高压气流对管道内部进行喷涂，使管道内壁逐渐形成多层氮化碳纳米涂层，从而使管道成为一个壁厚达10厘米，坚硬无比的天梯通道。它比相同壁厚的钢管强度将大15倍，能够承受巨大的拉力和压力。