如果有乙個圓環繞過整個地球,那它會懸浮著嗎?如果是,那它是否有其他用處?

時間 2021-05-30 07:10:51

1樓:as藍月兒

會的,假如我們能解決月球的引力,地球繞太陽時複雜的軌跡,地球不均勻(潮汐,颱風)地球自轉讓圓環(不排除導體的可能)產生電流形成楞次效應等一系列問題。

2樓:宮宸

這個東西叫做軌道環,它不但理論上可行,甚至不需要碳奈米管等超級材料就可以製造出來。可能比傳統的配重形軌道電梯的可行性更高,很可能是未來人類開發宇宙的重要橋梁。

這個圓環漂浮的方式也很簡單,圓環做成空心的,中間再造乙個圓環,以超過軌道時速的速度轉動。外層的重力由內層多餘的離心力支撐不會掉下去。

從這樣的軌道環可以修建軌道電梯,區別是傳統的軌道電梯長度至少也得達到同步軌道,而軌道環可以在任何高度,甚至不受到大氣層影響。這種長度一些傳統的高效能纖維也能做成軌道電梯,比如特富龍。

圓環外層可以做成電磁道道用於加速發射太空船入軌真是脫離地球引力。可以布置太陽能電池板向地面輸電。基本上可以認為如果有一天人類有大規模開發宇宙的必要和動力的話,軌道環是最現實最高效的降低發射成本的硬體設施。

這個環的另一大好處就是不必修在赤道位置,甚至不必穿過地球的中心。很多最發達的城市和國家都不在赤道上,這個特性也是至關重要的。

繼續開腦洞的話軌道環可以修建多個在不同角度相互疊加,如此反覆可以在星體表面再覆蓋一層完全人工的表層。以後星球表面不夠居住了可以用這種方式延伸土地面積。而且不止可以加一層,想多少層都可以。

不過層數太多了的話內部散熱會是個問題。

而且從修建工程角度來考慮這玩意也相對比較容易。因為你一開始可以從中心圓環開始修建,在軌道上拉開一根細線逐漸連線增長直到完全繞地球一周,如此往復增加強度和質量。這個過程用多長時間都可以也不用擔心掉下去。

等到強度達標以後可以再開始逐漸增加軌道速度,然後再逐漸修建外層環。

3樓:

如果沒有動力的話,這個圓環和地球之間會形成乙個非穩定的平衡。

地球簡單了,我們知道可以等效成地心乙個點,所以我們反過來考慮,地球在乙個均勻圓環激發的引力場裡的受力情況。圓環激發的引力場如下:

很遺憾,二者中心重合雖然受力平衡,但勢能位於乙個鞍點上。所以這個圓環還是需要火箭發動機幫助維持穩定,不然這個圓環哪怕是理想的剛性環,也一定會靠向一邊。

第二個問題更麻煩,理想的剛體是不存在的,不然我們弄根桿子戳地上爬著都能上太空了。在萬有引力作用下,圓環內受到的是壓應力,而細長結構在壓應力下是非常容易屈曲失穩的。比如你拿一根細銅絲,如果拉的話,無論力大還是小,很容易拉直,在拉斷之前,銅絲始終是一條直線段,如果換成捏住兩端擠壓,只要非常非常小的力,就很容易扭曲變形。

其實我開過類似腦洞,不過加了點東西。圓環分成乙個對地靜止的靜環和乙個高速旋轉的動環,通過磁懸浮連線,一方面平衡掉萬有引力,另一方面產生少許拉應力保持結構穩定(太大了不行,也會失穩的)。這樣附帶的乙個好處就是動環還可以製造人工重力,通過轉速調整到適合的值,適應生產、儲存或是居住。

靜環上還可以裝設太空電梯,把飛船送到環結構上,再通過動環拖曳加速,然後直接釋放,送上轉移軌道前往更高的軌道。這樣可以把接近百分之百的能量用於加速飛船,而現有的化學火箭的絕絕絕大多數能量都用於加速反推物質了。

再有就是萬一真的有要死要死要死的小行星砸過來,動環只要斷開連線,就會直接變成很多段逃生艙,甚至可以不需要額外的推進劑就可以脫離地球引力。當然這種情況靜環就將被拋棄了。當然如果時間充裕的話,還可以在解體之前利用二者之間的軌道相互反向加速,這樣兩個環就都可以biubiubiu的分散跑路了。

另外,這麼大的連續環結構還可以是粒子加速器、通訊/定位衛星、遠距離交通工具、天文觀測站balabala……用途還是很廣泛的,軍事、政治意義也顯而易見,工程量嘛……仍然是腦洞建築,但至少比遠端配重的太空電梯低太多了。

4樓:昭華學園

很好的問題,可媲美太空電梯。

首先要考慮的工程問題是失穩,其次要考慮空氣流動的影響,但題主假設此類問題已解決。

那麼,這個圓環可以懸浮,也可以與地球自轉同步,也可以不同步。

這個圓環要穩定懸浮於空中,還要位於地球的大圓面上。

用途:1 通迅

在對稱位置布置低軌同步通迅衛星,部分替代目前赤道上空距地面3.6萬千公尺的同步衛星。優點是發射成本低,通迅功率低,通迅延時短。缺點是單星覆蓋範圍小;

2 軌道交通

類似輕軌列車的高速高空軌道交通,兼有列車的大運力和比飛機還優越的低風阻;

3 天文觀測及觀光;

4 太陽能發電站及區域照明;

5 空中農場;

6 低空零重力實驗室和工廠,要求圓環高速旋轉;

7 空防基地。

2010.02.06補充

因為圓環中心與地心重合時不是系統勢能最小位置,所以圓環不能穩定於此「理想」位置。要想圓環中心與地心重合,需要錨定結構,如同輪輻那樣。這個結構亦可用於垂直運輸。

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兔子 死神VS人類大戰,人類慘勝,人類進去玄幻魔法時代,死神族滅 正經回答一波,抓住死神,審訊得到解決方法,解決問題,然後研究死神 試試能不能改名 不用這麼故弄玄虛,在搞清楚死神真正的動機,並找到可以反制死神的方法前,人類不會採取任何殺戮行動。首先,怎麼就能讓人相信必須殺死三個人否則全人類毀滅這種事...

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