江苏龙网

  1. 首页 > 人文 > >

太空电梯|能盖出1万米高的摩天大楼吗？科学家费尽心机，结果出人意料！( 二 )


垂直交通设计：采光、节能、易于维护、减少公摊等等都是一个非常大的课题 ， 这些指标很难兼顾 ， 只能是一个妥协的结局 ， 如果做到利益最大化 ， 也是设计师要考虑的重要指标 。 当然另一个“交通”就是电梯 ， 不过这个通过多级电梯来实现 。
强电弱电暖通等安全与稳定：现代大楼的强电弱电布线不亚于一座小城 ， 而且小城大都是水平布线 ， 而大楼的垂直变难度更大 ， 还需要保证安全、快捷便于维护等 。
消防覆盖：高层建筑最怕火灾 ， 这一点从世贸大厦双子塔被毁的给大家的印象太深刻了 ， 那钢架结构直接被烧化导致高层塌陷 ， 最终像挂牌一样直接倒地 ， 所以防火太重要了 ， 而高层烟囱效应会让火灾迅速向高层蔓延 ， 从防火到控火 ， 再到耐火都是一个个难题 。
主动阻尼技术
地震与侧风影响：这是不可控因素 ， 但可以通过主动防震阻尼予以部分或者全部抵消 ， 比如上海大厦的慧眼系统 ， 这些都是主动防震技术 ， 所有的高层大厦中都会主要的防震结构和各楼层之间的防震措施等 。
如果不限制规模 ， 人类最高能造出多高的人工建筑？上文废了那么多话 ， 相信很多朋友都会提出一个问题 ， 假如不要这些幺蛾子配套设施 ， 就直接堆个大土堆 ， 人类最高能堆出多高的“土堆”？
从一般的理解上来看 ， 这个大土堆的高度似乎不受限制嘛 ， 一直往上堆就可以了 ， 但其实它会受到很多因素的影响 ， 比如泥土的抗压强度 ， 如果中间不设计高强度隔离框架的话 ， 这座山可能会堆出塌方或者泥石流 ， 因此它也必须要有一个钢筋水泥的框架 ， 然后再往上堆高！
《流浪地球》中行星发动机最高大约为11千米高 ， 其实这个高度远远不够 ， 因为喷口还在地球大气层内部 ， 会带走大量空气！但也没法建造再高了 ， 不仅自身重量会压垮自己 ， 比如一座3万米高的山峰 ， 正下方底部所受到的压力为16吨/平方厘米！产生的高温导致的钢材也会受热强度降低！
如果用超高强度的材料就没有极限了吗？其实完全不是 ， 这和地球的结构是有关系的！地球从内到外是内核、地幔、地壳 ， 整个结构就像一个鸡蛋 ， 而地壳就薄薄的一层浮在地球内部的岩浆层上！因此在这层蛋壳上建造建筑物 ， 在解决了各种技术难题之后 ， 还有一个无法逾越的难题 ， 那就是地壳的强度！
所以在地球上的山脉太可能会超过12千米 ， 当年的珠穆朗玛峰据说高度就曾达到12千米 ， 但后来把自身给压垮了 ， 坍塌成了现在的高度（火星重力比地球小很多 ， 所以火星上最高的火山可以达到21千米）！
德国柏林设计的人造山（仅设计 ， 极限高度大约是1千米）
但这种堆土堆的工程量非常大 ， 为保证不塌方 ， 需要堆成圆锥形 ， 一个4千米高度 ， 平均坡度30度 ， 那么底面直径会达到6.92千米 ， 它的体积约为50立方千米 ， 动用全球的力量 ， 估计需要填5-10年 ， 毕竟立方千米的规模实在是太大了！如果高度十千米 ， 角度30度 ， 那么底面直径将是34.64千米 ， 体积将高达3142.6立方千米 ， 估计需要300-600年才能填满！按压裂地壳的极限计算 ， 10千米还是可以接受的 ， 只是人类根本就完不成这样的建筑！
突破极限高度的太空电梯
要突破高度其实也不难 ， 不要让地壳承受太大的力嘛 ， 太空电梯使用一个配重在赤道上空延伸至距离地球约10万千米远的位置 ， 利用地球自转的“离心力”达到平衡 ， 因此在理论上这个建筑物高度将达到10万千米左右！
只是它更像是传送带而不是一个建筑物 ， 但如果这样的太空电梯如果制造出来 ， 那么它的意义将比发明火车还要伟大 ， 它可以让人类大规模到达太空 ， 并将近地轨道作为跳板 ， 到达太阳系适合人类的天体！
当然还有一个脑洞大开的“日行迹塔” ， 在距离地球5万千米的轨道上设置一颗小行星 ， 再从这颗小行星向地球建造建筑 ， 由上而下 ， 其实和太空电梯差不多 ， 唯一不一样的是它所在的轨道和地球赤道平面有一个角度 ， 因此它的星下点是一个8字形！


推荐阅读


上一篇：蛇颈龙|日本捞起的“海怪”遗体嫌脏被丢弃，是蛇颈龙还是姥鲨？仍在争论

下一篇：|我们必须进化的这么丑，才能不怕车祸？