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標題: 登月梯狂想曲 [打印本頁]

作者: apkcat 時間: 2017-4-15 22:23
標題: 登月梯狂想曲
本帖最後由 apkcat 於 2018-9-16 16:44 編輯

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(Yourside)

[yt]o0v5Z1NRyoY[/yt]

太空電梯這個概念(根據維基百科資料)
每隔一段時間(每6-12年)便會以巧合般地奇妙周期
出現於各個科學領域且
透過各種科學雜誌訊息與細節討論
引起不少跨領域的趣味話題

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上回大約在2011-2012年又引起了風潮
不過那時在奈米科技尚未成熟之前
因為當時合適的材料尚未有足夠強度的纜繩可以支撐得起結構

[各大解析內容如下]
搭電梯上太空，再等一等！
2011/02/10 |專欄|
Original publish date:Jun 11, 2006<<原文
【註】Pugno et al., on the strength
of the carbon nanotube-based space elevator cable:
from nano- to mega-mechanics, arxive preprint server

義大利科學家認為，奈米碳管恐怕撐不住太空電梯。

太空電梯（space elevator）是構想中往來地球與太空的一種交通工具。
電梯攀附在全長大約10萬公里的強韌纜繩上，
纜繩其中一端連接在地表基地站，
另一端縛上平衡物，
若能使整體的質量中心保持在地球的同步衛星軌道，
這樣，電梯就能順著筆直的纜繩升降運送物資。
而建造太空電梯的首要問題就是纜繩，
不僅要強韌還要質輕。

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自從奈米碳管問世後，立即成為纜繩的最佳選擇：
若用最小的碳密度（1.3g/cm3）來計算，並以寬約1公尺，
厚如薄紙的形態做為電梯纜繩，則需要有63GPa的應力強度。
而根據張力實驗，用單一的奈米碳管，理想上可以承受平均100GPa的應力，
高於電梯纜繩需求。
不過壞消息是，
科學家發現即使是目前品質最佳的奈米碳管，
都免不了有缺陷-大約4微米會少一個碳原子。
(即使完成之後怎麼維護以及有相關實際天氣變異後的應對
與實際應變等等因素都還需要設計出更為創新的規劃)

[yt]cD_od0Dk1Zc[/yt]

[yt]PVxaL8CAO4M[/yt]
(是的就像影片會無緣無故被失去連結外還要多注意重力適應習慣不同)

義大利杜林理工學院（polytechnic of Turin）科學家Nicola Pugno 根據模式計算發現，
存在的缺陷會造成纜繩強度下降至少70％，意思是纜繩實際強度可能會低於30GPa，
無法支持太空電梯運作。
Pugno的模式結果已有實驗支持：多數的奈米碳管纜繩，強度其實遠低於1GPa。
這篇研究論文已張貼在arXiv【註】，
並將刊登在7月號的物理期刊Condensed Matter上。

[yt]sYYdh84pFng[/yt]

從百奈米級的奈米碳管組成10萬公里的纜繩，
當中的原子缺陷將造成整體強度減弱，
即使我們可以製造完美無缺的奈米碳管纜繩，
仍無法避免營運時，
纜繩因受到微隕石、軌道中的人造物體撞擊、
甚至是高空氧原子的侵蝕損傷而降低強度。

向NASA提出太空電梯可行性計畫的Bradley Edwards認為：
若將纜繩以更緊密的方式纏繞，將可藉由增加的摩擦力來提升纜繩強度。
但是，達拉斯奈米科技學院科學家Ray Baughman反駁了這個說法，
他的研究團隊以類似於Edwards構想的方式來纏繞纜繩，
製造出的纜繩強度仍是低於1GPa。

現在不可行並不代表永遠行不了，
搭電梯上太空，再等一等囉！

資料來源:

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太空電梯的概念最初出現在1895年，由康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基提出。
但是甚至就在幾年前，它還僅僅只是一種科學幻想，
因為找不到一種合適的材料來製造足夠強度的纜繩。
隨著近年奈米技術取得的突破性進展，
建造一部現實的太空電梯已經成為可能，
預計其建造成本約100億美元，
遠少於國際太空站或太空梭計劃的投資。

[yt]-f8lyrjZTxQ[/yt]

這次的創舉(其實上回衛星形式的設計已經開始有雛形)
不在偏執地連結於地球上的地基建築物上
反而以衛星概念擺盪於南北半球特殊軌道之間

[yt]dc8_AuzeYKE[/yt]

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(White Avenue)
這次太空電梯的概念並非拔地而起它的創新是想透過衛星隕石的作用透過萬有引力
嘗試從衛星與月球之間
先架起一道地球與衛星之間的空中之橋
如果成功了將會分段在地球與月球之間
漸進式地實踐太空電梯的終極版本的星際旅遊上的可行性

[yt]0n7BN7coC90[/yt]
Space Elevator Documentary 2017(NHK)(渡月橋)https://apk.tw/forum.php?mod=attachment&aid=MTg5NjM0OHxlYzM5ODM2ZTM3OTg5ZDE3YjRiNDEzOTc1MjkzZTU1NXwxNzU4MzQ2MzU2&request=yes&_f=.mp3

無論如何
這些太空理論整合
除了隨著每段討論與熱潮帶來許多科技的世代間的檢視與回顧
或許這類型的跨領域建築
正朝著人類星際旅行的一種期望與擴充科幻迷的想像與視野
一方面呼應著地外探索種子萌芽
另一方面留下一頁新的太空漫步的史詩般鉅作

[yt]LV7kUktQ_Ac[/yt]

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(Elevator To Heaven)

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(募集中)

[yt]7B9Up161sAI[/yt]

台灣本土火箭要讓太空旅行夢想成真 | 吳宗信 Jong-Shinn Wu | TEDxTaipei

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[yt]YKiMrg6rgYQ[/yt]

[ 頑固Tough ]

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這些跨越時代的層次累積似乎

有別於遠古時代巴別塔的歷史印象

其實在某種意義來說

已是概念上越來越趨近於現實的科幻創舉

無論這座象徵性質建築結構上是否可行

都可能須在長期讓戰爭趨緩情況下

國際局勢穩定時以和平之塔的新希望之姿現身

來迎接全世界和平真正到來

聯合全世界團結智慧構想打破疆界格局

或許才是這些科學創新背後真正無價的核心精神

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延伸閱讀:探索宇宙也是入世的學問

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(以上資源為原作所有)

作者: apkcat 時間: 2018-9-16 16:38
本帖最後由 apkcat 於 2018-9-21 17:28 編輯

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《月球城市》
(原著:(火星任務第2部)在科幻與科學之間，寫一座充滿故事的月球城市
作者：安迪·威爾(Andy Weir) 訪談

[yt]UjHYg6wAco4[/yt]

編按：距離人類第一次踏上月球已經 49 年了，
探索月球也一直都是熱門的科幻題材。不過，《火星任務》的作者這次的野心可不只有「探險」了，
他直接在上面建造了一座超高科技大城「亞提彌思（Artemis）」！
在這座城市裡，不只可以過月球移民生活，你甚至可以到阿波羅 11 號遺址去觀光！
（天啊好想揪觀光團！）
以下這篇訪談聚焦在安迪．威爾（Andy Weir, 以下簡稱安迪）的創作構思歷程，
讓我們一起探探這座迷人的月球都市到底怎麼從他的腦中建造出來的吧！
暴雷警告：本文含有劇透，還沒看過小說的夥伴請斟酌閱讀喔。

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安迪威爾。圖／NASA via wikipedia

Q:當初你是怎麼想到「亞提彌思（Artemis）」這個構想的？

A(安迪)：
我想要在月球上設計一座城市，不只是設計建築物、想著如何把它蓋出來，
還包括整個城市如何運作、它的經濟基礎是什麼、住在那裡面的人平常怎麼生活等等。
想像的過程很有趣，但是要把它寫出來的過程可就沒這麼好玩了。

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科幻小說《月球城市》中的人類都市「亞提彌思」地圖。　
圖／Crown Publishers @space.com

Q:小說最後的呈現方式，和你一開始想的一樣嗎？

A(安迪)：
這個故事其實有三個版本，現在大家看到的是第三版。
前兩個版本我覺得寫得沒這麼好，但以後我說不定會偷拿其中的元素來改編一下，
所以我還是先保密好了。
這次的主角潔思原本是配角，起初我只是想在故事裡添加一個逗趣的走私販，
所以創造了她。後來隨著情節發展，她在不知不覺間變得越來越搶戲，
我也越來越喜歡她，於是我想，嘿，乾脆以她為主角來想個故事好了，結果就變成現在這樣。

Q:為什麼你會特別關注潔思？

A(安迪)：
不論是在哪一個版本，只要寫到跟她有關的時候，
故事就會開始變得有趣。她就是那種聰明的小混蛋、可愛的小流氓。
我很喜歡這種角色，所以寫起來總是很開心。

Q:你怎麼想出建造這座月球城市的技術的？

A(安迪)：
這就是最酷的地方了。建造亞提彌思的技術，都是目前已經在使用的技術。
寫這本書比較像是在做研究，試圖找出在月球建一座城市的最佳方法，
而不是發明新東西，所以我才會說很酷。交通費很貴，
所以想在月球建造一座城市，應該先考慮如何將材料運送成本降到最低。

一座城市很大，當然也很重，所以你得就地取材，而不是從地球把整個城市運過去。
所以我才會在月球上蓋煉鋁廠，這樣一來也就有氧氣了。
事實上，月球可以提供很多材料，你只需要有方法和工具。
當你抬頭看月亮時，可以看到光滑和凹凸不平的部分。
這些凹凸的部分占月球表面的 85%，這一區到處都是鈣長石，
可以提煉出鋁、氧、矽和鈣。有了鋁就可以建造堅實的建築，
煉鋁的過程還會產生很多氧，足以供給整個城市所需。

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(source：NASA )
如果你需要玻璃，月球上有很多的矽，製造過程中又會產生一堆氧。
是不很很酷？
那些東西就在月球上等著我們去使用，嗯，前提是我們能夠抵達月球的話。

[yt]qYW4rTrAA5I[/yt]
(Believe In Dreams)https://apk.tw/forum.php?mod=attachment&aid=MjA4NDUyN3w2MmY3ZmIwOTk2ZWE5NGQwZDgxMDIyZDI1NjViNWU5OXwxNzU4MzQ2MzU2&request=yes&_f=.mp3
NASA | Water on the Moon
(Water Might Be All Over the Moon, New Research Shows)
(NASA news:Water on Moon CONFIRMED)

所以這個故事的「虛構」設定，是假設航太產業已經發展得夠商業化，
讓近地軌道太空旅行的價錢壓低到一般中產階級都能負擔得起。
亞提彌思最大的經濟收益來自旅遊業。
當我讀小說時，我會很在意這個虛構世界的「經濟」，
就像我會忍不住會去想，這個城市為什麼會存在？
那些人為什麼會到那裡去，而不是住在別的地方？諸如此類。
對於一座位在月亮上的城市，我第一個想到的就是旅遊。
如果是中產階級能負擔得起的價錢，
就算得要二次貸款什麼的，我想還是會有很多人會想上去月球看一看的。

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Q:所以你實際計算過，在你設定的設些條件下，將人員和物資送上月球需要花多少錢嗎？
A(安迪)：
為了想通月球經濟(太空經濟)這東西，我甚至寫了一篇論文。
不過我沒有在書中寫到這些理論的東西。
我從《星際大戰首部曲》學到一件很重要的事——不要從任何有關經濟學的東西開始一本科幻小說。
不過事前做一次完整的研究功課，對我來說還是很重要的。

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Q:假設月球和火星有相同的基礎建設，你會選擇住在月球還是火星？

A(安迪)：
把所有條件都考慮進去的話，我還是寧願住在地球上。
我筆下的人物都很勇敢，但我本人其實沒有他們那麼勇敢。
如果真得做個選擇，如果這兩個星球上有條件差不多的城市，嗯，我會選擇月球。
因為月球離地球比較近，如果真的出了很嚴重很嚴重的差錯，我還可以跑回地球。
要是在火星上的話，我就只能靠自己了。
若你想實際比較一下火星和月球的距離，
可以假設你站在足球場其中一邊的球門線上，
火星在另一邊的球門，月亮大概就在你面前 10 公分的距離而已。

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《月球城市》與《火星任務》作者安迪．威爾。
圖／Crown Publishers @space.com

Q:創作一個跟《火星任務》完全不同的新角色，對你來說是一次什麼樣的經驗？

A(安迪)：
嗯，我還是用聰明又屌兒啷當的第一人稱在說故事，這一點沒什麼改變。
最大的改變是，我努力去揣摩一個女性的角色，但我不是女人，
所以這個角色肯定有很多地方會看／聽起來像個男的。
我盡可能地向我的女性好友、向我信任的人徵詢意見，
傾聽她們的想法，盡可能塑造出一個更真實的潔思。
此外，潔思這個角色比馬克．
瓦特尼有更多缺陷，也有更多故事。
你沒有辦法不去喜歡馬克，他是個運氣很差的傢伙，
一個人被丟在火星上，但那不是他的錯；而潔思的麻煩大多是她自己造成的，
她在這本書中真的是做出很多糟糕的決定。
我會說，馬克就像是理想版的我，他擁有我渴望的一切特質，
還少了我的缺點和我的神經質。而潔思更接近真正的我，
有很多缺點，會犯錯，有小聰明但不一定總是能用在對的地方。
正因為潔思更像真正的我，
所以每當我聽到有人說「噢，我不喜歡潔思這個角色」的時候，
嗯，多少還是有點小傷心啦。

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(圖／Crown Publishers @space.com)

Q:你是怎麼想到讓遊客用「天竺鼠球」去參觀阿波羅十一號遺址的？

A(安迪)：
很有趣對不對！我有想過，
要怎麼樣讓完全沒有受過艙外活動訓練的人也可以到月球表面觀光，
然後就想到了天竺鼠球和快走背包的點子。
當然，這部分是我虛構的，我不太確定要怎麼做出這種球。
不過在我的構想中，這顆球很靈活、有彈性，
可以看外面看得很清楚，而且可以承受五分之一的大氣壓力。
你必須想辦法把它套在身上，
然後完全密封，然後你就可以自由活動了，不覺得很棒嗎！

事實上，我不覺得一個未受過訓練的觀光客有辦法穿著太空衣走動，

因為那套衣服真的很重。太空人要接受好幾個月的訓練，
來學習如何穿著太空衣做出各種動作。

但當你穿著它的時後，就算臉很癢也不能抓臉，真的很不方便。
所以我想，最適合遊客的還是天竺鼠球了，在球裡面想做什麼動作都沒問題。

Q:當你在寫《月球城市》這樣的故事時，你是如何將這座城市和劇情融合在一起？

A(安迪)：
我會先把這個城市基本運作的一切設定好，
然後其實我不是很喜歡為了迎合劇情而改動這些設定，
除非我能真的想出一些很棒的東西。
大多數情況下，我的思考方式比較像是「喔，這裡有個問題，那我們該如何解決它」。
亞提彌思位在月球上，離地球上的一切都很遠，這跟太平洋中央的孤島有點異曲同工之妙。
在月球上沒有任何強而有力的領導組織或法律，任何援助都在幾千里之外。
住在那裡的人想要繼續發展下去，就得靠群體的力量，
這也是最終讓它變得有趣的原因。

本篇訪談內容引用翻譯自 space.com ，
原文標題為〈Making a Moon Base With ‘Artemis’ Author Andy Weir〉

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(《月球城市》中譯版由三采文化出版。)

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One Hundred Hunters - Nigel Stanford

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The cover of Andy Weir"s moon novel,
"Artemis".Crown Publishing

資料來源:月球殖民

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(以上資源為原作所有)

作者: chiu45628 時間: 2019-3-8 23:32
在月球上沒有任何強而有力的領導組織或法律，任何援助都在幾千里之外。
住在那裡的人想要繼續發展下去，就得靠群體的力量，
這也是最終讓它變得有趣的原因。

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