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。周圍不斷地傳來讚歎聲和議論聲。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彆向兩側釋放出五萬多公裡長的碳納米管纖維,看看這根纖維到底能不能穩定下來,一根垂向地麵,另一根向比同步軌道更高的軌道空間漂。
當然,要想讓一根十萬公裡的繩子穩定下來,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裡一台,一共需要七百多台。
科學院的科學家先在地麵上把直徑一毫米的碳納米管纖維製備好,分成二百多卷,每卷五百公裡。
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。
每放出去五百公裡就需要把下一卷纖維再接上,然後繼續放。半個月後,終於把十萬公裡長的碳納米管纖維放完了。
不過這隻是完成了第一步,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麵。
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裡長的纖維變軌,一端向地球表麵拉,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係中,最低的軌道高度為六十五公裡,最高的軌道高度接近六萬公裡,這麼大的軌道高度差,需要體係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。但是體係上的所有質點又是一個整體,需要以相同的角速度運行,所以體係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,垂到地麵上,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係的平衡,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裡處的高度。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。