第158章 可行性研究
一個月以後，層級鏈機器人成功地占領了撒哈拉沙漠以南的全部非洲地區。
為了有效抵禦層級鏈機器人向北攻入歐洲，聯軍決定再一次向華夏國採購十萬台高智慧機器人戰士，主要部署在歐洲軍區的地中海北岸。
……
姜岳升先給幾位將軍看了太空電梯的3D視頻短片，然後再用動畫把一些將軍們感興趣的問題演示出來。
太空電梯最大的好處就是可以大幅度降低發射衛星的成本，把要發射的衛星用太空電梯帶到外太空，然後按照要求拋出去。如果需要變軌的話，衛星自身可以攜帶變軌的動力設施。
幾位將軍看了演示以後都表示很感興趣，希望姜岳升能再組織一次更大範圍的演示。
這一次姜岳升把軍政科技各方的專家學者請來了二百多人，由江玉的學生親自為大家演示，江玉通過遠程視頻答疑。
大部分參會者都對這個方案表現出了非常濃厚的興趣，認為可以立項進行可行性研究。
最後，大會通過投票的方式決定，委託中科院航天所負責項目的可行性研究，由江玉及其團隊配合。
可行性研究分為幾大部分：
一、技術可行性；
二、環境可行性；
三、實施可行性；
四、資金可行性；
五、國際關係可行性；
六、安全可行性。
技術可行性研究的重點是驗證太空電梯結構設計的合理性，這其中的重中之重便是高強度碳納米管纖維的強度及環境適應性。
環境可行性重點驗證在外太空環境下，系統對宇宙射線、溫差、太空垃圾撞擊的適應能力。
姜岳升最擔心的就是碳納米管纖維的強度到底行不行。
根據媽媽的團隊的計算，只要碳納米管纖維的強度達到80Gpa以上，就能達到要求。而根據目前汪淼院士發表的論文的實驗結果，碳納米管纖維的強度可以達到120Gpa，理論上是可以滿足要求的。但是如果真的批量生產出產品來是不是也能夠滿足要求，目前還需要試驗驗證。
在中科院的材料科學分院進行實測時，姜岳升被約請參加。
他們從一個比較大的碳纖維生產廠拿來了一些樣品，包括直徑一毫米到直徑三十毫米不同尺寸的碳納米管纖維產品，都需要在拉伸試驗機上逐一測試。
最先測試的是直徑一毫米的產品。
工人們用拉伸機把被測樣品兩端的固定柱夾在夾具上，便啟動了拉伸測試機。
拉伸測試機的屏幕上開始顯示拉力，從一百公斤拉力開始，一次增加一百公斤，中間要停頓十秒鐘。
當拉力加到九千公斤的時候，周圍的人都緊張地屏住了呼吸，以為就要斷了。
可是那根被測樣品就是不斷。
拉力又加到了一萬一千公斤，還是不斷。周圍不斷地傳來讚嘆聲和議論聲。這就意味著，一毫米直徑的纖維絲能拉起十一噸的重量，已經完全能夠滿足建設太空電梯的拉力需求了。
拉伸測試儀繼續加力，一直加到了一萬一千九百公斤時，「嘣」的一聲，碳納米管纖維終於斷了。
周圍的人一起鼓掌喝彩，不到一平方毫米就能拉起接近十二噸，確實太厲害了。
可行研究的下一個驗證也非常關鍵，就是要驗證從同步衛星分別向兩側釋放出五萬多公里長的碳納米管纖維，看看這根纖維到底能不能穩定下來，一根垂向地面，另一根向比同步軌道更高的軌道空間漂。
當然，要想讓一根十萬公里的繩子穩定下來，是需要一些外力的。要在纖維上安裝霍爾推進器來穩固纖維的位置，霍爾推進器的間隔為一百公里一台，一共需要七百多台。
科學院的科學家先在地面上把直徑一毫米的碳納米管纖維製備好，分成二百多卷，每卷五百公里。
然後用飛船把這五百卷纖維運到同步軌道空間站上。
在空間站上把碳納米管纖維用一顆有動力的小衛星牽著向外放。
施放的方向就是沿著同步軌道，一前一後同時施放。
每放出去五百公里就需要把下一卷纖維再接上，然後繼續放。半個月後，終於把十萬公里長的碳納米管纖維放完了。
不過這只是完成了第一步，因為碳納米管纖維是完全沿著同步軌道施放的，這根纖維穩定地漂在同步軌道上。
但這是沒有意義的，因為人們需要的是這根纖維能下垂到地球表面。
接下來才是實驗的關鍵，就是讓這個纖維的一端下垂下來，而另一端上揚到更高的軌道上去。
要用可變軌衛星拉著這根十萬公里長的纖維變軌，一端向地球表面拉，另一端向遠離同步軌道的方向拉，然後中間還需要用七百多台小型霍爾推進器來維持住這根纖維的位置。
這根纖維最終形成的形狀很像一個拋物線，也就是y等於負的x的開根號3次方。對稱點就是同步空間站的位置，碳納米管纖維就是對稱的兩段拋物線。
但是如果不給碳納米管纖維施加外力，碳納米管纖維是無法維持住拋物線形態的，因為在不同的軌道高度上，有不同的與離心力平衡的角速度，而在這個太空電梯體系中，最低的軌道高度為六十五公里，最高的軌道高度接近六萬公里，這麼大的軌道高度差，需要體系上不同軌道高度上的質點以不同的角速度運行，才能各自平衡各自的離心力。但是體系上的所有質點又是一個整體，需要以相同的角速度運行，所以體系上的質點的受力是不平衡的，拋物線形狀的纖維會慢慢地回到同步軌道，因為在同步軌道上才是這根纖維的穩定形態。
可是我們需要的是拋物線形狀，也就是需要纖維向下垂下來，垂到地面上，垂下來的纖維就是太空電梯的繩索。
所以需要外力來維持體系的平衡，這些外力就是沿著纖維布設的幾百台霍爾推進器。
七百多台霍爾推進器被陸續安裝到了十萬米長的纖維上，然後由計算機統一指揮，讓這根纖維改變形狀，變成拋物線的形狀。而這些霍爾推進器還需要補充燃料，需要用飛船按時給這些霍爾推進器注入燃料。
雖然這個過程中出了很多難以預料的問題，但是最終還是成功地把纖維拉出了拋物線的形狀。那根下垂到地球的纖維的最下端落在了星家坡的上空六十五公里處的高度。這也基本符合預期。
在最關鍵的幾項技術驗證取得成功後，可行性研究小組向上級提交了第一份可行性研究報告，確認了關鍵技術的可行性。建議同步軌道空間站框架和碳納米管纖維索可以開始實施。
為了有效抵禦層級鏈機器人向北攻入歐洲，聯軍決定再一次向華夏國採購十萬台高智慧機器人戰士，主要部署在歐洲軍區的地中海北岸。
……
姜岳升先給幾位將軍看了太空電梯的3D視頻短片，然後再用動畫把一些將軍們感興趣的問題演示出來。
太空電梯最大的好處就是可以大幅度降低發射衛星的成本，把要發射的衛星用太空電梯帶到外太空，然後按照要求拋出去。如果需要變軌的話，衛星自身可以攜帶變軌的動力設施。
幾位將軍看了演示以後都表示很感興趣，希望姜岳升能再組織一次更大範圍的演示。
這一次姜岳升把軍政科技各方的專家學者請來了二百多人，由江玉的學生親自為大家演示，江玉通過遠程視頻答疑。
大部分參會者都對這個方案表現出了非常濃厚的興趣，認為可以立項進行可行性研究。
最後，大會通過投票的方式決定，委託中科院航天所負責項目的可行性研究，由江玉及其團隊配合。
可行性研究分為幾大部分：
一、技術可行性；
二、環境可行性；
三、實施可行性；
四、資金可行性；
五、國際關係可行性；
六、安全可行性。
技術可行性研究的重點是驗證太空電梯結構設計的合理性，這其中的重中之重便是高強度碳納米管纖維的強度及環境適應性。
環境可行性重點驗證在外太空環境下，系統對宇宙射線、溫差、太空垃圾撞擊的適應能力。
姜岳升最擔心的就是碳納米管纖維的強度到底行不行。
根據媽媽的團隊的計算，只要碳納米管纖維的強度達到80Gpa以上，就能達到要求。而根據目前汪淼院士發表的論文的實驗結果，碳納米管纖維的強度可以達到120Gpa，理論上是可以滿足要求的。但是如果真的批量生產出產品來是不是也能夠滿足要求，目前還需要試驗驗證。
在中科院的材料科學分院進行實測時，姜岳升被約請參加。
他們從一個比較大的碳纖維生產廠拿來了一些樣品，包括直徑一毫米到直徑三十毫米不同尺寸的碳納米管纖維產品，都需要在拉伸試驗機上逐一測試。
最先測試的是直徑一毫米的產品。
工人們用拉伸機把被測樣品兩端的固定柱夾在夾具上，便啟動了拉伸測試機。
拉伸測試機的屏幕上開始顯示拉力，從一百公斤拉力開始，一次增加一百公斤，中間要停頓十秒鐘。
當拉力加到九千公斤的時候，周圍的人都緊張地屏住了呼吸，以為就要斷了。
可是那根被測樣品就是不斷。
拉力又加到了一萬一千公斤，還是不斷。周圍不斷地傳來讚嘆聲和議論聲。這就意味著，一毫米直徑的纖維絲能拉起十一噸的重量，已經完全能夠滿足建設太空電梯的拉力需求了。
拉伸測試儀繼續加力，一直加到了一萬一千九百公斤時，「嘣」的一聲，碳納米管纖維終於斷了。
周圍的人一起鼓掌喝彩，不到一平方毫米就能拉起接近十二噸，確實太厲害了。
可行研究的下一個驗證也非常關鍵，就是要驗證從同步衛星分別向兩側釋放出五萬多公里長的碳納米管纖維，看看這根纖維到底能不能穩定下來，一根垂向地面，另一根向比同步軌道更高的軌道空間漂。
當然，要想讓一根十萬公里的繩子穩定下來，是需要一些外力的。要在纖維上安裝霍爾推進器來穩固纖維的位置，霍爾推進器的間隔為一百公里一台，一共需要七百多台。
科學院的科學家先在地面上把直徑一毫米的碳納米管纖維製備好，分成二百多卷，每卷五百公里。
然後用飛船把這五百卷纖維運到同步軌道空間站上。
在空間站上把碳納米管纖維用一顆有動力的小衛星牽著向外放。
施放的方向就是沿著同步軌道，一前一後同時施放。
每放出去五百公里就需要把下一卷纖維再接上，然後繼續放。半個月後，終於把十萬公里長的碳納米管纖維放完了。
不過這只是完成了第一步，因為碳納米管纖維是完全沿著同步軌道施放的，這根纖維穩定地漂在同步軌道上。
但這是沒有意義的，因為人們需要的是這根纖維能下垂到地球表面。
接下來才是實驗的關鍵，就是讓這個纖維的一端下垂下來，而另一端上揚到更高的軌道上去。
要用可變軌衛星拉著這根十萬公里長的纖維變軌，一端向地球表面拉，另一端向遠離同步軌道的方向拉，然後中間還需要用七百多台小型霍爾推進器來維持住這根纖維的位置。
這根纖維最終形成的形狀很像一個拋物線，也就是y等於負的x的開根號3次方。對稱點就是同步空間站的位置，碳納米管纖維就是對稱的兩段拋物線。
但是如果不給碳納米管纖維施加外力，碳納米管纖維是無法維持住拋物線形態的，因為在不同的軌道高度上，有不同的與離心力平衡的角速度，而在這個太空電梯體系中，最低的軌道高度為六十五公里，最高的軌道高度接近六萬公里，這麼大的軌道高度差，需要體系上不同軌道高度上的質點以不同的角速度運行，才能各自平衡各自的離心力。但是體系上的所有質點又是一個整體，需要以相同的角速度運行，所以體系上的質點的受力是不平衡的，拋物線形狀的纖維會慢慢地回到同步軌道，因為在同步軌道上才是這根纖維的穩定形態。
可是我們需要的是拋物線形狀，也就是需要纖維向下垂下來，垂到地面上，垂下來的纖維就是太空電梯的繩索。
所以需要外力來維持體系的平衡，這些外力就是沿著纖維布設的幾百台霍爾推進器。
七百多台霍爾推進器被陸續安裝到了十萬米長的纖維上，然後由計算機統一指揮，讓這根纖維改變形狀，變成拋物線的形狀。而這些霍爾推進器還需要補充燃料，需要用飛船按時給這些霍爾推進器注入燃料。
雖然這個過程中出了很多難以預料的問題，但是最終還是成功地把纖維拉出了拋物線的形狀。那根下垂到地球的纖維的最下端落在了星家坡的上空六十五公里處的高度。這也基本符合預期。
在最關鍵的幾項技術驗證取得成功後，可行性研究小組向上級提交了第一份可行性研究報告，確認了關鍵技術的可行性。建議同步軌道空間站框架和碳納米管纖維索可以開始實施。