用超导电缆建造空间站支架

太空行走是一项危险性很大的工作,宇航员在太空安装空间站时,一个错误动作就可能导致宇航员脱离飞船,“滑入”地球上空200公里的轨道,成为一颗“人体卫星”漂移在太空,因此科学家一直在寻找安装空间站时保证宇航员安全的新技术。

最近,美国Plus UItra技术公司的詹姆斯·鲍威尔称,他们提出的用超导电缆建造空间站桁架刚性结构的设想,不仅可以减少宇航员在太空作业的危险,而且可以缩短空间站的建造时间并降低成本。

柔软的超导电缆为什么能作为空间站的刚性结构呢?鲍威尔认为,超导电缆可以通过无限大的电流,产生极大的强磁场,利用同极磁场相互排斥的原理,使本来柔软的超导电缆变成坚韧的刚性桁架。据悉,鲍威尔设计的桁架,由4根超导电缆排列成一个正方形,电缆从卫星的太阳能电地板获得电能。能否使这4根超导电缆变成坚韧的刚性结构,4根超导电缆的连接方法是关键,即必须使每根电缆中通过电流的方向正好相反,这样就能使电缆之间产生的强磁场极性相同,从而使4根导线分开,形成一个正方形的刚性桁架结构。

科学家指出,超导电缆需要几十万安培的电流,才可以产生巨大的磁场排斥力,从而得到强度极大的刚性结构。每根电缆必须在极低温时才能变成超导体,因此,用作桁架结构的4根电缆先要盘绕在一个致冷容器内,容器内装人液氦以保持低温。当太阳能电池板将电流注人超导电缆时,电缆逐渐展开,不需任何人员操作,这样既节省了安装时间,又减少了宇航员在太空进行安装时带来的潜在危险。

科学家指出,在太空展开电缆也不是一件轻而易举的事,因为以往在太空用来收集能量的系绳、机器人手臂、空间反射镜、可折叠的太阳能电池板都发生过事故,因此,要让设想变成现实,还要解决一系列技术问题,才能达到万无一失。


资料来源:《新科学家》2002

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页面更新:2024-04-01

标签:超导   空间站   鲍威尔   电缆   桁架   宇航员   刚性   支架   电流   太空   结构

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