第一节 太空电梯
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太空电梯作文小学生
“哇,要是有一部能直接通到太空的电梯就好了!”我看着电视里播放的科幻电影,忍不住惊叹道。
今天是个周末,我正和爸爸妈妈一起坐在客厅里看电视呢。
我特别喜欢看科幻片,那些神奇的太空景象总是让我着迷不已。
“哈哈,宝贝,那只是科幻电影里的想象啦。
”爸爸笑着说。
“可是说不定以后真的会有呢!”我不服气地反驳道。
“嗯,也不是完全没可能。
”妈妈摸了摸我的头,“科技总是在不断进步呀。
”
我开始幻想起来,如果真的有太空电梯,那该多棒啊!我就能像坐普通电梯一样,一下子就到太空去了。
我可以看到无数的星星在我身边闪烁,还可以去探索那些神秘的星球。
“我要第一个坐太空电梯去太空!”我兴奋地说。
“好好好,你肯定是第一个。
”爸爸笑着应和我。
突然,我好像真的看到了太空电梯出现在眼前,它高耸入云,闪耀着神秘的光芒。
我迫不及待地跑过去,想要走进电梯里。
哎呀,要是这个梦想能快点实现就好了。
现在的我虽然只能在电视里看到太空,但我相信,未来的某一天,太空电梯一定会成为现实的。
到那个时候,我一定要去好好体验一番,去感受太空的神奇和美妙!我坚信这一天一定会到来的!。
主持:棉花糖著名科幻小说家刘慈欣在《三体》中描述了一种奇特的装置——“天梯三号”,它就是我们今天要介绍的“主角”——太空电梯。
随着科学技术的发展,机械化的程度越来越高,人们的生活越来越便利,只要是稍高一点的楼层通常都会安装电梯。
电梯在城市中随处可见,借助电梯我们可以节省上下楼梯的时间和体力。
随着人类对太空探索需求的加大,我们经常要使用运载火箭。
不过,运载火箭花销巨大,费时费力。
如果能在太空建造一个电梯,“登天”就会方便得多了。
而且设想中的太空电梯不仅可以运输货物,还可以带人类去太空观光。
尽管迄今为止,太空电梯还只存在于人们的想象中,但在科学界,它早就不是什么新鲜词汇了。
1895年,俄国科学家康斯坦丁•齐奥尔科夫斯基在法国巴黎参观埃菲尔铁塔时突发奇想:要是建造一座高度超过3.5万千米的“太空塔”,让它的顶端与地球静止轨道上的“太空城堡”相连,不就可以向“太空城堡”运送人员和物资了吗?遗憾的是,在那个飞机还没有上天的年代,齐奥尔科夫斯基的这一设想并不受重视,甚至被嘲笑为痴人说梦。
直到2003年,美国和俄罗斯的多名科学家对太空电梯进行了讨论,才肯定了这一伟大的构想。
随后,美、俄、日等多国开展研究,制造太空电梯的计划逐渐被提上日程。
电影《流浪地球2》里的太空电梯101—2期(7—9年级)齐奥尔科夫斯基有多牛?齐奥尔科夫斯基是现代航天学火箭理论的奠基人,被誉为“火箭之父”。
早在100多年前,他就设计了世界上第一艘宇宙飞船,提出了多级火箭理论以及用液体燃料推进剂代替固体燃料推进剂等超时代的伟大设想。
正是依据这些航天理论,人们才发明了火箭,把宇宙飞船送上了太空。
他有一句名言:“地球是人类的摇篮,但人类不可能永远生活在摇篮里。
”按照科学家的设想,未来太空电梯有6个椭圆形的运载舱,一次能搭载30个人,速度为每小时200千米,这样8天以后就能到达太空站。
如果太空电梯成为现实,它将是一种比火箭便宜得多的太空运输工具。
标题:四年级下册作文太空电梯咱们今天聊点儿高科技的东西——太空电梯。
哎,不是那种普通的电梯,而是能送你上太空的那种哦!是不是很神奇?首先啊,让我来科普一下,啥是太空电梯。
简单来说,它就是一种连接地球表面和太空中假想空间站的超长索道。
你没听错,就像我们去商场坐的那种电梯,只不过这个电梯非常牛,可以直接通到外太空去!那么问题来了,这么高大上的太空电梯,咱们普通人能用得上吗?嘿,别说,未来还真有可能。
科学家们正在研究呢,他们梦想有一天,咱们去太空旅游就像串门儿一样简单。
想想看,你只需走进一个电梯,按下按钮,嗖的一下就直冲云霄,多酷啊!不过,造这么一个高大上的玩意儿,可不是件容易的事。
得需要超级结实的材料做缆绳,还得有特殊的技术防止它在太空中被风吹跑。
而且,这太空电梯得足够长,从地面一直伸到离地静止轨道,那可是36000公里高的地方哟!所以,现在的我们还建不了真正的太空电梯,但是科学家们已经在努力了。
如果太空电梯真的建成了,那将是多么震撼人心的一件事情啊!想象一下,你去太空不再需要挤在火箭里,不用担心燃料不够用,就像坐电梯一样轻松到达太空。
到了那里,你可以看看地球长啥样,说不定还能碰到外星人呢!当然啦,太空电梯听起来很美,但也有它的挑战。
比如安全问题,万一电梯停电了怎么办?还有,这么长的电梯,得花多少钱才能建起来啊?这些都是需要解决的问题。
不过呢,我相信人类的智慧是无穷的,总有一天我们会攻克这些难题,让太空电梯成为现实。
到时候,也许我就能坐上它,去太空溜达一圈,然后回来跟你们炫耀一翻,哈哈!总之,太空电梯这个想法虽然现在还有点儿遥远,但是它激发了我们的想象力,让我们相信未来会更美好。
要是你想了解更多关于太空电梯的信息,不妨多读读书,没准将来你就能参与到建造它的工作中去呢!别忘了,探索宇宙,我们每个人都可以是个小小的太空探险家!。
小学生作文太空电梯
我从小就梦想能够去太空旅游,但是坐火箭太贵太危险了。
不过最近我看到一种新型的交通工具叫"太空电梯",听起来好酷啊!
太空电梯是一种利用碳纳米管制造的超级长缆线,将地球和太空中的一个大型空间站连接起来。
这条缆线长达35,786公里,绕地球一圈半!乘客可以坐上小型舱室,沿着缆线一路向上,最终抵达太空中的空间站。
整个过程大约需要5-7天时间。
在太空电梯上,乘客可以欣赏到令人难以置信的宇宙景色。
看到蓝色的地球在你眼前慢慢变小,周围是黑色的宇宙和闪烁的星星,一定非常神奇吧!到了空间站后,还能走出去做太空漫步,体验失重的感觉。
虽然现在太空电梯还只是一个设想,但科学家们正在努力研究这个想法。
我希望有生之年能亲自乘坐太空电梯,去太空旅游。
那一定会成为人生中最难忘的经历!。
太空电梯作文《太空电梯》嘿!你能想象有一天,我们能像坐电梯一样轻松地去太空旅行吗?这可不是在做梦,而是有可能实现的超级酷的事情,那就是太空电梯!有一次,我在学校里跟小伙伴们讨论未来的科技,有人说会有能飞的汽车,有人说房子能建在云朵上,而我大声地喊出了“太空电梯”!大家都一脸懵,纷纷问我:“啥是太空电梯呀?”我兴奋地跟他们解释:“太空电梯就像是从地球一直通到太空的超级大电梯!”小明歪着头问:“那这电梯得有多高啊?”我手舞足蹈地比划着:“那可高得吓人啦!得有几万千米呢!就像从咱们学校一直伸到天上,看不到头!”“哇!”大家都惊叹不已。
小红眨着大眼睛问:“那这电梯怎么能建起来呢?”我挠挠头说:“这可不容易,得用超级结实的材料,就像钢铁侠的盔甲那样坚固!还要有强大的动力系统,把我们送上太空。
”小刚忍不住插话:“那坐这电梯去太空干啥呀?”我眼睛放光,大声说:“可以去探索神秘的宇宙呀!去看看其他的星球是不是也有像我们这样的小朋友在玩耍。
说不定还能找到外星人,跟他们做朋友呢!”“哎呀,那可太棒啦!”大家都欢呼起来。
要是真有了太空电梯,那会是什么样的场景呢?人们不再觉得去太空是遥不可及的梦想,而是像出门坐公交一样平常。
科学家们能更方便地去研究太空的奥秘,说不定还能在其他星球上建立基地,我们就可以去度假啦!想象一下,当你走进太空电梯的那一刻,心里是不是充满了期待和好奇?看着脚下的地球越来越小,周围的星星越来越近,那种感觉难道不比坐过山车还刺激吗?太空电梯,它就像是一座通往未知世界的桥梁,连接着我们和浩瀚的宇宙。
难道我们不应该期待它的出现吗?我相信,在未来的某一天,太空电梯一定会成为现实,带着我们去探索更多的奥秘,让我们的生活变得更加精彩!。
太空电梯原理太空电梯是一种连接地球和太空的交通工具,它的原理是利用地球自转产生的离心力,将电梯从地面延伸至太空轨道,从而实现太空探索和资源利用的便利和经济性。
太空电梯的概念最早由俄罗斯科学家康斯坦丁·策奇科夫斯基在1895年提出,至今已经吸引了众多科学家和工程师的关注和研究。
首先,太空电梯的基本结构包括地面锚点、电梯本体和对地终端。
地面锚点通常建在赤道附近的海域,以确保最大的离心力和最小的地球自转速度差。
电梯本体由纳米材料制成,具有轻质高强度的特点,以承受地球自转产生的巨大拉力和太空环境的辐射和微小撞击。
对地终端则是电梯与地面锚点连接的部分,包括能源传输、物资运输和人员往来等设施。
其次,太空电梯的原理是利用地球自转产生的离心力,将电梯从地面推向太空轨道。
地球自转产生的离心力随着高度的增加而逐渐减小,因此在一定高度上存在一个离心力最大值的点,称为地球同步轨道。
在地球同步轨道上建立太空电梯,可以利用地球自转产生的离心力将电梯推向太空,而无需消耗大量的火箭燃料和能源。
再次,太空电梯的建造和运行需要克服诸多技术难题。
首先是材料技术,电梯本体需要具备轻质高强度的特点,以承受地球自转产生的拉力和太空环境的辐射和微小撞击。
目前,碳纳米管和石墨烯等纳米材料被认为是最有潜力的候选材料。
其次是能源传输技术,太空电梯需要通过电力或激光等方式向太空终端传输能源,以满足电梯本体和太空站的能源需求。
此外,还需要解决电梯本体的建造、维护和安全等方面的技术难题。
最后,太空电梯的建造和运行对于太空探索和资源利用具有重大意义。
太空电梯可以实现地球和太空的快速和经济的交通,为太空站和深空探测提供便利的物资和人员运输,同时也可以用于太空资源的开发和利用。
此外,太空电梯还可以促进太空旅游和商业活动的发展,为人类进军太空提供全新的途径和机遇。
综上所述,太空电梯是一种连接地球和太空的交通工具,其原理是利用地球自转产生的离心力将电梯推向太空轨道。
作文插上科学的翅膀太空电梯
《太空中的奇迹——太空电梯》
嘿,你知道吗?我一直对太空充满了好奇和向往呀!想想看,那神秘浩瀚的宇宙,有那么多未知等待着我们去探索。
我记得有一次,我在电视上看到了关于太空电梯的设想,哇塞,那可把我给激动坏了!我就在想啊,如果真有这么个神奇的东西,那该多棒呀!就好像在太空中有了一个专属的通道,能让我们轻松地往返于地球和太空之间。
要是有了太空电梯,那可就太有意思啦!我们普通人也能去太空溜达溜达啦,不用再像现在这样只能远远地望着。
到时候呀,我一定要第一个去坐那个太空电梯,然后在电梯里好好地欣赏外面的宇宙美景,说不定还能看到漂亮的星星在冲我眨眼睛呢,哈哈!我还可以带点自己喜欢的小零食上去,边吃边感受那种奇妙的太空之旅。
哎呀,一想到那个场景,我就兴奋得不行。
真希望科学家们赶紧把这个太空电梯给造出来呀,感觉有了它,我们的生活都会变得完全不一样呢!那必将是人类探索太空的一大飞跃呀,就像给我们插上了科学的翅膀,能让我们在太空中自由自在地翱翔。
我盼着这一天
早日到来呢!我相信,未来的太空一定会因为太空电梯而更加精彩,想想就好期待呀!。
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2022年中考说明文阅读题精选:太空电梯
太空电梯
①设想一下,有一天你走进电梯,按下上升按钮就到了外太空,是不是很酷这就是太空电梯,它将使人类的梦想成为现实。
②目前,将一个重约2.2千克的东西发射到近地轨道就需耗资约5.3万元X,但是太空电梯却可以大大降低本钱,让一般人可以在太空中旅游。
③太空电梯的载人舱能够在数千万米长的电缆上移动,而电缆则靠地球转动产生的离心力来固定。
碳纳米管的出现又朝这一梦想的完成前进了一步。
科学家爱德华兹已证明利用纳米技术可以做出能够支撑太空电梯的超强力电缆。
④科学家研究觉察,建筑一个200吨的电梯是个合理的设想,而且具有商业价值。
一个200吨的太空电梯的大小相当于一架大型的商务飞机。
太空电梯的大小完全取决于人的意愿,不受任何物理层面的限制。
⒓读完全文,请用一句话谈谈“梦想〞的具体内容。
(2分)
答:▲
⒔第④自然段中除使用列数字的说明方法外还用了什么说明方法有何作用(2分)
答:▲
⒓(2分)利用纳米技术可以做出能够支撑太空电梯的超强力电缆。
⒔(2分)作比较,可以让人更直观地感受太空电梯的大小。
.。
第二节太空电梯
1太空电梯的渊源与各国的计划
太空电梯的概念来源于100年前火箭科学先驱齐奥尔科夫斯基(knostan tin tsiolkousky)设想的一个建在巨塔顶端的天空城堡。
真正从技术考虑这个问题的是美国的阿瑟.克拉克,他在20世纪70年代末设想了延伸到太空的电梯,并以此写出了《天堂之泉》(‘fountains of paradise’)描述了在一个热带岛屿建造了一个太空电梯的故事。
日本科学家专门成立了“太空电梯协会”(Japan Space Elevator Association),来投入对太空电梯的研究。
他们计划用碳纳米管来建造太空电梯,总耗资1万亿日元,大约2.30年开始动工。
美国宇航局也有太空电梯的建造计划,同时有一个叫lifeport的公司已经在筹资准备完成这一世纪工程。
不过目前只是筹集到数千万美元,和太空电梯上千亿美金的建造成本有相当大的差距。
美国和日本都以巨额奖金举办过太空电梯设计大赛,收获不少优秀的创意和设计。
其中代表性的是一项用激光来提供能量的(“电力集束”)运输机器人。
也就是小规模的能量通道。
2太空电梯的原理
太空电梯可以理解为给地球同步轨道的太空城加上一根两边等重的扁担,扁担的近地端是高度距地面20千米左右的平流层气囊漂浮平台,中间是建造在地球同步轨道上的太空城,远地端则是平衡锤兼任航天港。
而扁担本身是以碳纤维制造的电缆。
整个太空电梯的重心落在地球同步轨道的太空城上,通过碳纤维电缆的拉扯,整个太空电梯相对于其正下方地面的是静止的。
这样太空电梯才不容易和大量的人造卫星和太空垃圾相撞。
太空电梯是耗能最低的空间运输方式。
假设我们建造的是不连接地球的太空电梯,将整个太空电梯和运输器看做一个整体,运输器相对电缆的初始速度和最终速度为0,那么运输器从近地端向远地端运动的过程中,太空电梯和运输器相互作用,损耗的只有运输器和电缆摩擦生热的能量以及电机热散热的能量。
太空电梯会有势能的变化导致轨道的变化。
因此太空城的质量必须远大于运输器,这样太空电梯的每次运输造成轨道变化会小到可以忽略不计。
每隔一段时间,运输次数较多之后,太空城用等离子体推进器稍微调整轨道就可以继续不断地用太空电梯从地球运输物资人员。
太空电梯整个系统消耗的能量为太空城调整轨道耗费的能量加上运输器电机散热的能量加上运输器和电缆摩擦损耗的能量。
而传统的航天器,航行中需要运输大量的推进剂,加速减速过程都需要消耗大量的能量。
即使推进剂能被加速到亚光速或是用光子推进,其能量成本也远远高于太空电梯系统。
3太空电梯的长度
地球同步轨道距地面约3.6万千米,距地球越远,,重力加速度越小,太空城在地球同步轨道上,太空城两端受到的拉力是相等的,所以太空电梯在地球同步轨道两端是不一样长的,假如不考虑在远地端建造一个大质量的平衡锤,碳纤维使用一样的强度标准,那么整个太空电梯碳纤维电缆长度约为10万千米,虽然目前技术还无法生产这么长的碳纤维。
因为材料技术的限制,科学家们认为月球太空电梯更具有可行性,月球的重力远小于地球,月球太空电梯对材料的要求要比地球太空电梯低得多,日本生产的最好的一种纤维就可以满足要求。
月球有一面总是朝向地球。
地月系统的引力平衡点(第一拉格朗日点)距地球约32.5万千米,距月球约8万千米,所以月球太空电梯长度可以造到大于16万千米,材料强度足够的话,可以用月球做平衡锤,将月球太空电梯延伸到地球太空电梯的远地端,使两部太空电梯能周期性地相遇而连接起来,从而使地月间的运输成本达到最低。
这种情况下,地球和月球间的运输耗费的能量会低到一个如今难以想象的程度。
4太空电梯的“电梯间”——运输器
太空电梯建造完成后,必须配套相应的运输器。
最重要的是运输器的供能方式,虽然碳纤维拥有很好的导电性,但是用碳纤维电缆供电意味着要造两根并列的碳纤维电缆才能像电车一样给运输器供电。
不但成本增加了一倍,数万米长的碳纤维电缆可靠性也降低许多。
假如运输器自带能源,不管是蓄电池还是化学燃料,都意味着大质量的额外载荷。
所以最好的供能方式是无线能量传输技术,也就是用定向发射的微波或低热效应激光束给运输器供能。
在2009年美国太空电梯设计大赛中,获得冠军的队伍就是用激光供能将机器人沿直升机垂下的缆绳送上250米的高度。
考虑碳纤维电缆的强度,运输器的质量越小越好,,适用于分批次运输物资。
运输人员的运输器则需要携带质量很大的维生设备、食物和氧气,假如运输器最大质量不能超过1吨,那意味着每次只能运输1-2人。
这确实令人沮丧,即使成本比现在的火箭低多了。
5 太空电梯的建造
现在日本和美国的方案都是在地球上生产碳纤维电缆,然后用火箭发射到预定位置建造太空电梯,同时还需要从地球发射大质量的太空城市和平衡锤。
因为碳纤维自重必须小到不被重力拉扯断,没有大质量的拥有动力系统的太空城,一根轻飘飘的碳纤维电缆什么用都没有。
这意味着非常高的运输成本。
因此月球太空电梯被认为更容易建造。
在建造太空电梯电梯之前,更要考虑的如何在地球同步建造一个大质量的太空城,我们可以利用太空城上的无重力工厂轻松地制造符合要求的碳纤维电缆。
然后将电缆缓慢地同时缓慢地向两端延伸足够长度就可以基本完成太空电梯的建造,材料强度达不到设计到达地面的要求的话也可以相应减少电缆的长度成为悬浮型的太空电梯。
太空城的太阳能电站则用于给太空电梯的运输器供能和供给太空城推进器调整太空城的轨道。
这是成本最低,可行性最高的建造思路。
太空城可以将小行星,火卫二变轨到地球同步轨道作为物资来源,或从月球用能量通道来运输月球物资,这样的成本都要低于从地球运输的成本。
假如要将太空电梯延伸到地球表面,需要考虑地球大气复杂的气象变化,地球气象发生在16千米高度以下。
因此我的方案是在16千米高度建造一个氢气囊或氦气囊悬浮的太空电梯平台,然后在平台下面用16个能自由组合的模块连接成为太空电梯的最下端。
每个模块相当于一个飞艇加上一截一千米长的缆绳,在气象条件不佳的时候,将16个模块收到地面或云层之上。
6.太空电梯的优点和缺点
太空电梯建造完成后,将是最为节能的空间运输方式,成本也是最低的。
传统航天器都需要携带大量推进剂和燃料导致有效载荷非常低,加速减速过程中都要产生高速的喷流,等于浪费了大量能量。
现在将一千克的载荷运输到地球同步轨道要花两万美元,而太空电梯每千克载荷在用电上耗费20美元(耗电为运输器动能+势能+损耗=0.5mv*v+mgh+损耗≈2.2*10E8 J*2=140度电,取v为4*10E3 m/s,g为6 m/s ²,h为地球同步轨道3.6*10E7 m,损耗=运输器势能+动能,即效率取50%,电费为中国民用电价格——这是用粗略的算法估计的值,用来给读者一个大概的认识)。
假设每千米碳纤维电缆耗资1万美元,10万千米耗费10亿美元,不将太空城的建设费用计入太空电梯,太空电梯的建造成本约12亿美元,太空电梯使用寿命取10000吨,那么每千克载荷的成本为140美元。
太空电梯老总到地球同步轨道旅游,乘坐加上人总重一吨的单人运输器,来回耗费约30万美元(附加了氧气等费用)。
这些数值是取巧算出来的,读者可以用更加丰富的数据得出更加准确的结果。
这个成本已经低到可以商业运作了,确实没有比这更便宜的空间运输方式了。
出了大大降低能耗和成本,太空电梯还有安全、清洁无污染地优点,因为全结构无爆
炸可能,即使电缆突然断掉,运输器还会上升一段距离,可以用地面备用救助设备轻松救援。
太空电梯将是最安全的空间运输工具。
因为能量是电能,也不像化学燃料一样会有严重污染。
而有效载荷高、路程近、方便快捷只是特点,不算优点。
太空电梯也有缺点,而且缺点还是结构性的。
碳纤维电缆的强度是有限的,加上本身有自重,3..6万米长的碳纤维本身质量会非常大,所以能承受的载荷是有限的,运输器的质量不能太大,否则会将电缆拉断。
而传统的航天器理论上是没有载荷上限的。
7 小结
太空电梯不适合现阶段建造,而是应该在拥有地球同步轨道上的太空城市之后,用太空城市的现成资源来建造。
太空电梯会大大降低能量消耗,大大降低运输成本使太阳系开发进入商业化阶段,同时安全无污染。
在数百年后,太空电梯将是一种必然会被使用的空间运输工具。