如果飞船带一条不会断的绳子飞往月球,回来的时候可以从地球把飞船拉回来吗?
网友解答: 答:当然是可以的,因为你假设了绳子不会断;你不断缩短绳子,肯定会把飞船拉回来,如果绳子不断,你把月球拉过来都可以。绳子强度实际上,绳子承受的拉力是非常大,也没有任何材料能够承
答:当然是可以的,因为你假设了绳子不会断;你不断缩短绳子,肯定会把飞船拉回来,如果绳子不断,你把月球拉过来都可以。
绳子强度
实际上,绳子承受的拉力是非常大,也没有任何材料能够承受得起,目前力学强度最好的材料是碳纳米管,强度是钢材的100倍,韧性非常好,密度也只有钢材的六分之一。
之所以绳子会承受较大拉力,主要是源于绳子本身的质量,就算是使用碳纳米管,延伸到月球的绳子总质量,都高达数万吨。
数万吨的绳子在地球引力,以及离心力的作用下,拉力最大的地方将高于100万牛顿的拉力,这是碳纳米管也承受不了的,如果继续加粗碳纳米管,最大拉力也会相应增加。
地球自转影响
另外,地球自转速度是月球公转速度的27倍,把月球轨道上的飞船拉回来,除非速度非常快,不然整根绳子将随着地球自转绕成一团;速度快后会大大增加绳子所受拉力,是一个非常糟糕的结果。
太空电梯
早在上世纪,科学家就提出过“太空电梯”的设想,就是建立一座垂直的电梯,一直延伸到地球同步轨道处(约3.6万公里高度),与地球始终保持同步旋转,然后我们利用太空电梯,就可以源源不断地向太空输送物资。
该项目最大的难度,就是需要寻找一种超强度且超韧性的材料,碳纳米管可以满足要求,但是目前碳纳米管还无法实现大规模量产 ,尤其是在量产的同时,还得保证碳纳米管的力学性质。
在前几年,美国宇航局已经把太空电梯,作为二十一世纪的挑战之一,说不定在未来的哪一天就能实现。
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网友解答:理论上,如果绳子不会断,只要绳子足够长,那是能把月球上的飞船拉回地球。但在现实中,这基本上是不可能的,因为会遇到很多大问题。
虽然月球被潮汐锁定,使其一直以相同的一面对着地球,但地球并没有被潮汐锁定,随着地球的自转,朝向月球的那一侧在不断发生变化。如果从地球带一条绳子去月球,那么,绳子的地球那端就会因为地球自转而把地球绕起来。
另外,人类现在也不可能制造出不会断的绳子。目前,人类合成出的强度最高的材料是石墨烯,其强度超过钢铁的200倍。石墨烯的结构类似于石墨,只不过石墨烯是单层的,其中碳原子通过共价键形成了巨大的网状结构,所以这是一种二维材料。但即便以密度只有钢铁三分之一的石墨烯制成连接地球和月球的绳子,鉴于将近40万公里的长度,材料本身的自重将会非常巨大,这将会导致它们自行断裂。
材料的强度问题或许在未来能够解决,但地球自转造成的影响很难解决。从目前的情况来看,人类去往月球最好的方法就是用火箭。目前人类还局限于使用化学燃料火箭,但这种火箭的推力有限。未来应该会着重研究使用核能的核火箭,这要比造一条连接月球和地球的绳子靠谱很多。