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第三材料《三》
添加时间:2016-01-03
第十四章
全球变暖灾难生  火电核电是元凶

  上回说到,全球变暖的趋势却丝毫没有毫减缓,这已成为全人类的头等大事。因为全球变暖不仅导致冰川融化,海平面上升,还导致越来越多的物种灭绝。这一趋势如果不能改变,最终必将导致人类灭绝。
  地球居委会多次组织有关专家学者研究全球变暖问题。在最近的一次研讨会上,天水之父——任晋中在发言中说:
  "大家都知道,热量传递的方式有三种:‘传导’、‘对流’和‘辐射’。由于地球之外是真空,‘传导’和‘对流’是不能在真空中进行的。所以,‘辐射’是地球与外界交换热量的唯一方式。地球与太阳的距离决定了地球上太阳的垂直辐射强度是每平方米1.367千瓦。地球所接受的太阳辐射虽然只占太阳辐射总量的22亿分之一,但总量却达173万亿千瓦,是一笔取之不尽用之不竭的能源,其中:
  81万亿千瓦被地球吸收转化为热能。
  52万亿千瓦被地球反射回宇宙空间。
  40万亿千瓦用于海水及地表水的蒸发。
  0.37万亿千瓦转化为风能。
  0.004万亿千瓦通过植物的光合作用转化为有机物的化学能。
  除去52万亿千瓦被反射回宇宙空间外,其它部分最终都将变成热量。如果这些热量在地球上积累,地球的温度必然越来越高。地球温度所以能保持稳定,是因为地球除了直接反射太阳辐射外,还以红外线的方式,向宇宙空间辐射能量。由于地球从太阳接收的热能与向外界辐射的热能相平衡,才使地球的温度衡定。如果这种平衡被打破,必将导致地球温度的变化。全球变暖就是这种平衡被打破的结果。"
  天水之父的发言,引发了激烈的讨论。多数专家一致认为:"火力发电"与"核能发电"是导致全球变暖的主要原因:
  煤炭、石油和天然气,是地球植物几亿年来,通过光合作用储存太阳辐射的结果,所以又称化石能源。自从蒸汽机问世以来,化石能源的消费逐年翻番。大有把几亿年里储存的太阳辐射全部释放之势,是全球变暖的直接原因。化石能源在燃烧过程中,还产生大量的二氧化碳等温室气体,温室气体又加强了地球吸受太阳辐射的能力,是全球变暖的间接原因。目前,化石能源主要用于火力发电。
  核能发电虽不产生温室气体,但是,却直接向地球表面大量地排放热量,这些热量是太阳辐射之外额外增加的热量,这些热量打破了原有的热平衡。地球只有通过提高自身的温度,才能把这些多出的热量辐射出去,以建立新的热平衡。所以核能发电也是全球变暖的直接原因。
  为了解决全球变暖问题,地球居委会决定三年之内全部废除火力发电,五年之内全部废除核能发电。
  地球上虽然有40万亿千瓦的太阳能,通过水的蒸发,变成云而储存起来。但是,当云变成雨时,这部分能量大部分变成热能,只有0.2万亿千瓦成为雨水的势能。雨水落到地面时,其势能大部已散失,水库所储存的势能(水力资源),还不到其总量的万分之一。所以水力发电增长缓慢。云中取水实施以来,水力发电才开始高速增长,目前已占到全球发电总量的四分之一。
  地球上虽然有0.37万亿千瓦的太阳能转化成风能,但由于风能分散,难以大规模利用。长期以来,风力发电所占份额微不足道。千米构件出现以后,由千米叶片驱动的风力发电机投入运行,风力发电开始快速增长。室外空调也加入到发电行列,两者相加,也占到全球发电总量的四分之一。
  目前,水电、风电、火电、核电平分秋色,大约各占四分之一。如果全部停掉火电、核电,整个电力供应就会出现一半的缺口。
  水力发电和风力发电不会导致全球变暖,被称作清洁能源。但是,它们只占太阳辐射能的一小部分,远不能满足人类对能源日益增长的需求。
  为了解决火电、核电退出后的电力缺口,地球居委会决定"重奖"有功之人。
  这个"重奖"是什么?且听下回分解。


第十五章
阳光发电遍全球  哪里需要哪里流

  上回说到地球居委会决定重奖有功之人。这个重奖既不是金钱,也不是官职,只是一种荣誉。荣誉有多大魅力,要看人的欲望。
  欲望早在人类出现之前就已存在。食欲和性欲是欲望的初级阶段,驯兽师至今还利用动物的食欲和性欲进行训练。
  人的欲望随社会发展而发展。当金钱可换取比食物更多利益时,有人为了赚钱,就不惜请客吃饭。当权利可换取比金钱更多利益时,有人为了当官,就不惜花钱行贿。
  任何欲望都有积极的一面和消极的一面。例如:食欲可促进农牧业发展,也可导致自相残杀。金钱欲可促人奋斗,也可使人腐败。
  以获取荣誉为目标的成就欲是人类欲望的高级阶段。其也有消极的一面,那就是:嫉贤妒能、弄虚作假。如果对成就欲加以正确引导和利用,可成为社会发展的强大动力。地球居委会决定用荣誉来重奖有功之人,就是对成就欲的正确引导和利用。
  在地球居委会作出逐步废除火电、核电,鼓励发展新能源,重奖有功之人的决定以后,从事新能源研究的人越来越多,他们夜以继日,废寝忘食。究竟是无私奉献,还是为了个人荣誉,这并不重要,重要的是要解决问题。正如有个名人所说:"不管黑猫白猫,抓住老鼠就是好猫"。
  阳光是地球上最丰富的能源,电能是使用最方便的能源。用阳光直接发电自然成为研究的重点。把阳光直接变成电能的光伏电池,早在20世纪就已出现。当时的光伏电池多为半导体材料制成,主要用于人造卫星。由于一个光子只能产生一对正负电荷,对阳光的利用率较低,一般只能到达10%左右。不仅成本高、效率低,还受昼夜变化和天气变化的影响,所以一直没有成为主流发电方式。
  2004年,美国新墨西哥州大学的卡里莫夫用直径4纳米的硒化铅晶体作实验,检测到一个光子能产生多对正负电荷的现象,他想以此来成倍提高光伏电池对阳光的利用率,但没有办法将正负电荷即刻分开,多数正负电荷对又在瞬间重新结合,电能又化为热能。卡里莫夫最终也没有做出高效的光伏电池,只给人留下一个设想:"在每一粒硒化铅晶体上都装两根纳米导线,即刻将正负电荷分别送往电池的正负极。"
  这一设想在当时根本不可能实现。直到100年后,刘柱梁利用基因技术,逐个摆弄原子的壮举,才为这一设想的实现提供了可能。
  李向阳先生一直从事光伏电池的研究工作,为了提高光伏电池的光电转换率,他作了大量试验,也曾作过卡里莫夫的实验,并多次想实践卡里莫夫的设想。他的最大困难是没有一种逐个摆布原子的方法。当他得知刘柱梁找到这一方法后,马上就把这一方法用于光伏电池的研究,终于使光伏电池的转换效率超过百分之八十,成本降到与建筑材料差不多。这时正好赶上地球居委会的重奖。看来机会总是留给有备之人,临时抱佛脚不行。
  李向阳利用基因技术,在培养池内生产的光伏电池可以做成各种形状,既可作为屋顶,又可用来发电,人们称它"向阳板"。一是因为它的发明人叫向阳,二是因为它总是在向阳的地方使用。生产和安装向阳板的厂家如雨后春笋,很快成为全球最大行业之一。为了统一行业标准,促进技术进步,本行业成立了"向阳板行业协会",李向阳被推举为首任会长。
  向阳板迅速在全球推广普及。不到两年,它就覆盖了几乎所有建筑物的屋顶和向阳面。不仅如此,原来的露天场所如:体育场、步行街、广场、海滨、浴场、沙滩等,也都加装了向阳板顶棚。露天场所加装顶棚,既可以避免雨淋和日晒,又可用来发电。
  一般来说,一个住宅的向阳板发电,足够自己使用。但由于地球的自转及天气变化,地球上任何地方的阳光都不是连续的。为了解决夜间及阴雨天的用电问题,为了解决发电与用电的平衡协调问题,向阳板协会决定建立"全球阳光发电互联网",简称"光电互联网"。
  光电互联网就是在地球表面,沿东西方向建若干条环球输电线路,沿南北方向建若干条环球输电线路,这些线路垂直交叉,相互连接,组成网络,犹如地图上的经纬线。所有向阳板和用电设备都并入这个互联网。由于利用基因技术,可以制成廉价的超导材料,以超导材料为导线的光电互联网,可把线路损耗降低到零,使高压输电技术被淘汰。光电互联网把直流110伏作为全球发电、输电、用电的统一标准,不仅简化了电网结构,还使电网更安全,更可靠。
  在这个光电互联网中,每一个单位,每一个场所,每一个住宅,既是发电方,又是用电方。发出的电首先供自己使用,不足部分或剩余部分通过光电互联网进行调剂。那些发电量大于用电量的单位,发电还是一项收入。
  由于空中城市、管道交通、云中取水、室外空调的普及,在全球范围,人口分布趋于均衡。原来的沙漠、海洋无人居住,现在一座座空中城市星罗棋布。原来的平原、海滨人口密集,现在经过一波又一波的移民潮,人口密度已趋于合理。向阳板的分布跟随人口的分布,在全球范围内也基本均衡。无论是冬季、夏季,无论是白天、黑夜,无论是晴天、阴天,全世界向阳板的发电总量基本稳定,充分发挥了全球互联的优越性。
  在光电互联网中,电流由白天区域向夜间区域流动;由夏季区域向冬季区域流动;由强阳光区域向弱阳光区域流动;由热带向寒带流动;由赤道向两级流动是基本规律。而不像传统电网那样,电流只能由供方流向需方。
  光电互联网还有调剂阳光的作用;在阳光太强的区域和时段,由于到处都有向阳板的遮挡,在给人带来阴凉的同时,还能把阳光变成电流,送入光电互联网。在缺少阳光的区域和夜间,人们又把电流变成光和热。所以有人说:光电互联网可以让全球分享太阳的温暖。
  火电、核电刚退出时,水电,风电和光电大约各占三分之一。现在全球光电互联网的发电量已超过全球发电量的一半,水电和风电也将入网。
  李向阳的全球光电互联网不仅成功地解决了能源问题,还在全球范围内,调节阳光,改善环境。使全球各地的人,既可以免除烈日暴晒,又可以尽情享受阳光。李向阳因此而一举成名,成为英雄,成为明星。地球居委会授予他"光电转换大师"称号。李向阳的成功,使一人浮想联翩,夜不能眠。此人是谁?且听下会分解。

第十六章
太空电梯得实现  材料强度是关键

  此人叫加加林,是李向阳的挚友。为纪念人类第一位航天员,他取名:加加林。
  加加林一心要当航天员,但由于身体条件,未能如愿。从此他就下决心要开辟一条通向太空的捷径,让普通人也能实现遨游太空的梦想。
  1960年,苏联工程师尤里.阿尔楚塔诺夫,根据"一根随地球同步转动的缆索,可以靠离心力甩向太空,并垂直耸立。"的原理,提出建造"太空电梯"的设想。但由于对这根缆索的强度有很高的要求,当时的技术还不能实现。所以"太空电梯"只能作为一个设想。
  1991年,日本科学家饭岛澄男,发现了一种新材料——炭纳米管。这是一种细管状碳化物,据计算:如果用它织成直径1毫米的细丝,足可承受20吨的重量,可作为建造"太空电梯"的缆索。这一发现使"太空电梯"由少数人的设想成为大众关心的热门话题。
  2002年,美国航天局曾拨款支持相关太空电梯设想的研究,世界各大国也竞相参与。但最终因材料问题而陷入低潮。直到100年后,这一设想才被重新提起。
  加加林在初中时代,就开始关注尤里.阿尔楚塔诺夫的太空电梯设想。他曾进行过大量的研究和计算。第三材料问世后,他很快就搞了一个"利用第三材料建造太空电梯"的方案,并上报地球居委会。可是,直到李向阳取得巨大成功以后,他的方案还没有被批准。他夜不能眠,浮想联翩:刘柱梁从第三材料研究所挂牌,到建成第一座空中城市,用了三年。李向阳从成立向阳板协会,到建成全球光电互联网,也用了三年。而我从提出太空电梯方案到现在,已过三年,却一事无成。难道我的方案不可行吗?不会的,我已反复论证多次,那究竟原因何在?
  他的挚友李向阳帮他分析原因,他说:"地球居委会对重大问题的决策不是一人说了算,也不是几个人说了算,而是要广泛征求民众的意见。民众往往只对他们熟悉的问题发表意见,例如供水问题,供电问题,交通问题,天气问题等。了解太空电梯的人本来就不多,能发表意见的人就更少,所以你的方案才迟迟未批,我看还是从普及太空电梯知识开始为好。"
  加加林采纳了李向阳的意见,认真准备了十个问题,通过互联网面对全球民众,作了一场深入浅出的演讲:
  (一)"太空电梯"是什么?
  太空电梯就是一条从地面到太空的"索道"。索道的一端固定于地面,另一端垂直伸向太空。可能有人要问;伸向太空的一端怎么固定?没地方固定,会不会掉下来?要说明这个问题,请看运动员如何甩动链球:运动员手中的链球随运动员一起转动,转动的离心力和运动员的拉力将链条拉紧,拉直。只要运动员不停止转动,链球就不会落地,只要运动员不放手,链球就不会飞出。地球好比运动员,伸向太空的索道好比链球。由于地球在不停地转动,索道也随地球一起转动,转动的离心力和地面的拉力将索道拉紧。只要地球不停止转动,索道就不会掉下来。由于索道下端固定于地面,所以也不会飞走。犹如运动员抓着铁链不停地转动。
  当索道下端位于赤道时,由于万有引力和离心力在一条直线上,索道垂直伸向太空。当索道下端位于南半球或北半球时,由于引力指向地心,离心力与地轴垂直,索道略显弯曲,但不影响使用。也就是说,在地球上的任何地方,都可以建造太空电梯。
  沿这条通道进入太空,就像乘电梯一样,所以叫太空电梯。乘太空电梯进入太空,不仅安全方便,而且费用低廉,适用于普通人的太空旅行。
  (二)"太空电梯"有多高?
  为了让索道耸立,索道的离心力必须大于地球对它的引力。离心力的大小,一是取决于地球自转的速度,二是取决于索道的高度。我们不能改变地球自转的速度,只能设计索道的高度。
  随地球同步转动的物体,距地面越高,离心力越大。任何物体在距地面3.6万公里高处,离心力与万有引力都正好相抵,合力为零,也就是重力为零。这个高度就是同步卫星的高度。低于这个高度,引力大于离心力,合力向下,也就是重力为正值;高于这个高度,离心力大于引力,合力向上,也就是重力为负值。为使索道垂直耸立,我们必须使其总重力为零或负值。
  那么是否在距地面3.6万公里以上,再有3.6万公里,就可以使索道的正负重力相抵呢?不是,因为重力的分布并不以这一点为对称点。根据万有引力和离心力的计算公式,要使索道垂直耸立,高度必须大于14.6万公里。太空电梯的高度为15万公里,总重力为负值。负值的大小,将决定电梯的载重量。
  (三)用什么材料?
  太空电梯的主体是一根垂直耸立于地面,高达15万公里的缆索。这根缆索要能承受离心力和万有引力的共同作用。什么材料可以当此重任呢?
  先来看钢铁:如果将一根直径1毫米,长15万公里的钢丝垂直竖起,在距地面3.6万公里处是正负重力的分界点,也是钢丝承受拉力最大之处。根据计算:最大拉力为30吨,而钢丝的抗拉强度只有0.2吨,与要求相差150倍。所以钢铁不行。
  再看第三材料:如果用第三材料制成直径1毫米,长15万公里的细缆,并垂直竖起。距地面3.6万公里处同样是承受拉力最大之处。由于比重小于钢铁,最大拉力为20吨,而其抗拉强度为20吨,超过需要的10倍。所以第三材料是建造太空电梯的理想材料。
  (四)借鉴金门大桥的经验
  15万公里长的太空电梯,在地面的总重量超过15亿吨,如何把这个庞然大物送到太空呢?
  用吊车?不行!用飞机?不行!用火箭?也不行!火箭的最大载荷不过几百吨。那怎么办?
  我们可以借鉴旧金山金门大桥的建造方法:金门大桥建于1933-1937年,是当时全世界最大的悬索大桥。
  金门大桥的载重主体是两根悬索。悬索长2737米,直径92.7厘米,重2.45万吨,由27000根钢丝绞成,挂在两座300米高的桥塔之上。人们是怎样把上万吨的悬索挂到桥塔上的呢?原来是先从27000根钢丝中的一根开始,一根一根地铺设,最后再把铺设到位的27000根钢丝绞成悬索。
  太空电梯的载重主体也是两根悬索。每根悬索长15万公里,由数万根细缆绞成。其中一根细缆的重量在火箭的载荷范围内。我们可以用运载火箭先把一根细缆送到距地面3.6万公里的地球同步轨道。由于任何物体到了同步轨道,都会成为一颗同步卫星,都会呆在那里不动,所以,同步轨道可以作为我们存放材料的货场。
  (五)将第一根细缆垂直竖起
  存放在同步轨道的第一根细缆是一个大线团,我们还得把它拉开,拉直,一端拉到地面,另一端拉到距地面15万公里处,让它垂直竖立于地面。可有人能会想:既然在3.6万公里以上,重力向上;在3.6万公里以下,重力向下,存放在3.6万公里处的那根细缆,岂不是可以靠重力,自然而然地向上下两个方向铺设吗?问题没那么简单。因为上述规律只是在一条与地面相对静止的垂线上的规律,只是在太空电梯之内的现象。对于环绕地球自由运行的物体(卫星),其高度是由速度决定的。在3.6万公里高处,环绕速度正好与地球同步,处在这个高度的物体叫作同步卫星。在地面上看,同步卫星是静止不动的。偏离这个高度,就再静止的了。高了变慢,在地面上看,它不停地向西运动;低了变快,在地面上看,它不停地向东运动。是由引力和离心力共同决定的,离心力是由环绕地球的速度决定的。除了一根15万公里长的细缆外,还要把两个施工船也送入同步轨道。
  施工船就是太空机器人。由于在太空,腿和脚都没用,所以太空机器人没有腿和脚。它像飞船一样靠燃料驱动,可在同步轨道上下数万公里的太空活动。它的任务是把存放在距地面3.6万公里处的那根15万公里长的细缆铺设到预定的位置,即垂直竖立于地面。
  施工船在太空的加速、减速、前进、后退、转向、停止,都要靠燃料驱动。它携带的燃料可供它在数万公里的范围内工作。
  第一根细缆的铺设从高3.6万公里同步轨道开始,向地球方向和相反方向同时进行。由于离开同步轨道后,引力和离心力将不再平衡。向地球方向移动,引力将变大;向相反方向移动,离心力将变大。为在总体上保持引力和离心力的平衡,我们必须严格控制两个方向的进度。因为在太空,没有任何支点可以利用,要让缆索呆在预定位置,只能靠力的平衡。
  为了保持平衡,当细缆铺向地球的一端到达地球表面时,另一端应同时到达距地面14.6万公里处,因为此时引力与离心力正好相等。这时应先将到达地面的一端固定,然后再将另一端拉向高15万公里的终点。另一端拉到终点后,离心力将大于引力,为了不使离心力将细缆拔起,地面一端一定要固定结实。这多出来的离心力就是电梯的载重量。
  (五)对细缆加粗
  第一根细缆竖起后,开始铺设第二根,第三根……逐步对细缆加粗。从第二根开始,改用施工车进行铺设。施工车靠成对的轮子夹着已竖起的细缆上下爬行,带着新的细缆竖起。施工车由来自地面的激光束提供电源,不需携带燃料,比使用运载火箭和施工船成本要低得多。
  随着缆索的加粗,载重量也不断增加,施工车由每次铺设一根改为铺设多根,进度不断加快。最终形成两条通向太空的索道,分别作为上行道和下行道。每条索道的载重量达百万吨以上。
  (六)太空车与太空站
  索道铺设完成后,开始安装在索道上运行的太空车。天空车就是太空电梯的电梯间。由于太空电梯的绝大部分处于大气层之外,所以电梯间必须像太空舱一样,保持人工环境。
  接下来在索道的沿途和终点修建太空站,太空站即太空车的车站。除地面车站外,其它车站靠索道定位,需人工环境。并能与太空车(电梯间)对接,以供乘客出入。
  七)太空开发
  太空电梯是我们进入太空的安全通道,太空站是我们在太空的落脚点。有了太空站,我们就可以在太空站的周围建实验室、游乐场、度假村等。例如:可在不同的高度,建设不同功能的实验室,如:电离层实验室、臭氧层实验室、超真空实验室、微重力实验室、负重力实验室等。这些实验室、游乐场、度假村,其实就是一些大大小小的,功能各异的太空舱。这些太空舱在地面制造,用电梯运来,和太空站对接。
  除了同步轨道外,太空电梯沿途都或大或小有重力存在。所有和太空电梯相连的设施都要靠太空电梯来定位,它们将影响整个太空电梯的重力分布。为了保持在总体上离心力大于引力,太空电梯沿途的各种设施,如太空站、太空舱、向阳板(光伏电池)等,都必须统一规划,合理布局。
  (八)太阳能与磁悬浮
  向阳板已广泛用于地面发电,也必将用于太空电梯。太空有丰富的阳光,而且没有阴天,没有夜天。采用向阳板发电,可以方便地解决太空电梯的供电问题。
  磁悬浮管道已广泛用于地面交通,也必将用于太空电梯。太空的真空环境,有利于高速运行。利用磁悬浮技术可以制造高速太空电梯,将极大地缩短运行时间。
  ?发射卫星。
  如果发射同步卫星,只需用太空电梯把卫星提升到3.6万公里高,然后释放即可。如果要发射非同步卫星,只需将其提升到相应的高度,释放后,再利用自身携带的燃料对轨道稍作调整即可。
  火箭发射卫星,一旦点火就不可逆转。风险大,费用高,污染环境。用太空电梯发射卫星,随时随地都在人的掌握之中,不仅没有风险,没有污染而且费用也低得多。以同步卫星为例,用火箭发射,每公斤的发射费大约为1万美元,而用太空电梯发射,每公斤的费用还不到1美元。
  ?星际旅行
  我们利用火箭飞向月球、火星等其它天体时,火箭的大部分燃料将用于克服地球的吸引力。如果我们先用电梯把飞船送到太空,只需少量燃料,就可加速飞向目标,使星际旅行的费用大为降低。
  加加林的十个问题讲得简单明白,令人耳目一新,各大媒体竞相报道,很快成为民众的热门话题。不久,加加林的方案被批准,太空电梯计划正式启动。
  两年后,第一座太空电梯投入运营,从此以后太空不再是宇航员的特区。又过了一年,高速磁悬浮太空电梯也投入运营,而且成为太空电梯建设的标准模式。
  说到高速磁悬浮太空电梯,有人会想起前文提到的高速磁悬浮管道交通。两者的相同之处是:都是磁悬浮驱动。都是在真空里运行。不同之处有以下四点:
  第一,在地面,管道是水平敷设,相当于桥梁,需要较大的抗弯强度。在太空,管道是垂直敷设,相当于索道,需要较大的抗拉强度。
  第二,在地面,管道为密闭结构,需保持人为的真空。
  在太空,管道为网状结构,不需要人为的真空
  第三,在地面,需要外部供电系统。
  在太空,利用太阳能电池供电。
  第四,在地面,最远的路程不过两万公里。
  在太空,每一座电梯的全程都长达15万公里。
  高速磁悬浮太空电梯的电梯间,就是一个由磁场驱动的太空舱,舱内是人工环境,舱外是真空环境。时速高达一万多公里,从地面到同步轨道,只需3小时。
  乘太空电梯,沿15万公里的索道向上运行。开始由于加速,会有超重感。为了面向普通人,加速要控制在普通人可以承受的范围内。
  几分钟后,电梯由加速运动变为匀速运动,超重感消失。随着离地球越来越远,地球引力越来越小,离心力越来越大,我们变得越来越轻。
  当升到距地面3.6万公里高处时,由于引力与离心力相抵,进入失重状态。
  再往上升,离心力将大于地球引力。这时,人的上下观念发生逆转,看到的地球不是在脚下,而是在头顶。
  到达终点(15万公里高处)时,反向重力的大小约相当于地面重力的9%,约为月面重力的一半。为表彰加加林的突出贡献,地球居委会授予他"太空电梯之父"称号。自从有了太空电梯,到太空研究、考察、度假和旅游的人数激增。由于运输任务的不断增加,一座座太空电梯拔地而起。月球曾是地球之外的第一大居民区。现在不是了,究竟为什么?且听下回分解。

第十七章
电梯沿途好风光  同步轨道是天堂

  上回说到,月球曾是地外第一大居民区,现在不是了。
  现在一座座太空电梯拔地而起,沿途的太空站、太空舱星罗棋布。每座太空电梯在经过地球的同步轨道处,都设有一个沿途最大的车站,取名"同步站"。由于这里的离心力和万有引力相互抵消,在这里搞建设,无论规模多大,都不会增加索道的负荷。建在这里的设施,即使不和索道相连,也不会自己跑掉。因而,这里的设施越搞越多,规模越来越大。以车站为中心,与车站对接的科技馆、实验室、研究所、宾馆、饭店、歌厅、舞厅、剧场、游乐场及各类企业有一千多家。这里常住人口和流动人口都已超过月球,成为地外第一大居民区。
  无论是西方文化中的"上帝",还是东方文化中的"玉帝";无论是天神、天仙,还是天兵、天将,都应该住在这里,因为只有住在这里,才不会掉下来。由于这里曾是传说中的"天堂",还由于它位于地球的同步轨道,所以地球居委会为其命名:"同步天堂"。
  加加林的办公室就设在同步天堂,李向阳应邀前来做客。
  从地面站到同步站,有3.6万公里,乘坐高速磁悬浮电梯需运行3小时。李向阳买了一张到同步站的头等舱票,刚坐下不久,电梯就启动了。超重的感觉很快过去,他透过车窗看太空,看见地球、太阳、月亮、星星,由于没有空气,太空是黑色的,地球是蓝色的,月亮和星星格外明亮。看着,看着,他竟然睡着了。
  "同步站就要到了,到同步站的乘客请准备下车。"乘务员的声音把李向阳唤醒,他这才发现自己不仅失去了重量,也失去了分辨上下的能力。人到新的地方,经常会分不清东南西北,但不会分不清上下。这个地方与以往不同,它不仅没有东南西北,也没有上下,只有地球方向与终点站方向。
  太空车停稳,与太空站对接,车门、站门同时打开。乘客们在乘务员的帮助下,排成一队,像鱼儿一样,一个接一个地通过车门、站门,进入车站1号大厅。地面排队,前胸贴后背;太空排队,小臂跟小腿。大厅内,准备上车的乘客像鱼儿一样排成一队,他们要去终点站。终点站和同步站相距11.4万公里,太空车需运行9小时。这是一列特别快车,从地面站到终点站,中间只停一次。
  车站1号大厅其实就是一个直径30米的大圆球。大圆球的前、后、上、下、左、右,各有一个"对接门"。所有的门都是圆形,其中前门和后门直径都是5米,称为"主门"。前门用于和太空车对接,是进出太空电梯的唯一通道。后门用于和2号大厅对接。上、下、左、右四个门,直径都是3米,称为"旁门",用于和其它太空舱对接。天堂本无上、下之分,这里所说的上、下、左、右,只是沿用在地面的习惯。
  车站共有直径30米的圆球型大厅300个,它们分别是1—300号大厅。300个大厅通过"主门"联成一串,长9000米,共有1200个"旁门",每个"旁门"都连接着一个或一串太空舱,作为一个独立功能单元或一个企业、事业单位。
  这300大圆球不仅是车站的大厅,也是天堂的中心广场。说它是大厅,却没有地板,没有天花板,甚至连桌椅也没有。说它是广场,却没有一块平整的场地。因为在没有上下,没有重力的情况下,这些都没有意义,只要有空间就足够了。
  这300个大圆球还是天堂的交通枢纽。说它是交通枢纽,却没有任何公交车和私家车。因为在没有重力的情况下,车子也失去了意义。从1号大厅到300号大厅,距离9000米,有四条穿越主门的绳索,把300个大厅连在一起。有两条绳索向前行,有两条绳索向后退,你只要抓住相应的绳索,绳索就会把你带到要去的地方。四条绳索就是一个"双向四道"交通系统。
  300个大厅是根据需要逐步建成的,目前还在建设中。
  一千多家企业事业单位所使用的太空舱,是投资人根据需要,在地面上定做的,它们功能不同,大小不同,形状各异,但用于和大圆球对接的"门"却是统一的,直径都是3米。这些太空舱经电梯运到此地以后,投资人需向车站方租用一个"旁门"和大厅对接。对接后不仅可获得使用车站和太空电梯的便利,还可获得水和空气的供应。
  车站方作为天堂的物业中心,肩负着向天堂居民供水、供气的重任。在1200个"旁门"中,有12个对接的是"空气处理舱",有12个对接的是"水处理舱"。这些专用舱除完成空气和水的循环利用外还对温度和空气质量进行控制。
  为了方便用户,车站方还在各个大厅内设有超市和垃圾回收站。由于交通方便,垃圾都运回地面进行处理。
  车站方还根据需要,随时从地面运送新鲜的水和空气,以进行补充。
  由于各单位都有自己的"向阳板"发电系统,所以车站方只负责公用设施的供电。各单位用电,基本上是自给自足。
  关于天堂的结构和设施就说这些。下面让我们跟随一个旅游团,看看他们玩得怎样。
  在同步站下车的乘客中,除了少数在此工作和探亲访友者外,大部分是前来旅游的。他们跟着导游,抓着绳索,很快来到25号大厅。与25号大厅对接的4个太空舱全是宾馆,游客们很快对号入住。房间内卫生洁具的使用方法导游已在途中作过介绍。电视机除了可以接受地面上的所有节目外,还有一个天堂频道,专门播报天堂及太空电梯沿途的有关知识和新闻。值得一提的是房间的睡眠系统:由于天堂没有重力,不能像在地面那样盖着被子睡觉。为了适应普通人睡觉的的习惯,宾馆专门为旅客设计了一套磁力棉被。棉被含有磁性材料,可被磁场吸在床上。人睡在床和被之间,不仅可被固定,以免到处飘荡,还可在磁场的作用下睡得更香甜。
  稍作休整之后,游客们随导游来到26号大厅,与26号大厅对接的4个太空舱全是餐厅,有中餐、西餐,还有太空餐等等。关于在太空如何用餐,导游已作过介绍,不再重复。
  游客们是下午从地面出发的,按地面时间,现在已是傍晚,太阳应已落山。可是在天堂,现在依然是艳阳高照。由于这里到地球的距离约为地球直径的三倍,一天当中,太阳完全被地球遮住的时间只有两个多小时,所以天堂的夜很短。
  尽管天堂现在是白天,游客们还是要把它当作晚上来过。他们用过晚餐后,随导游来到27号大厅,与27号大厅对接的4个太空舱一个是演艺厅,一个是舞厅,一个是健身房,一个是游乐场。游客们各取所需,自由活动。
  先说"演艺厅"。这里正在进行"太空舞蹈表演"。何谓太空舞蹈?可以说:只有太空舞蹈才是真正的舞蹈。
  人在地面舞蹈,双腿首先要用来支撑身体的重量,保持身体的平衡,然后才谈得上表演。只有不到一半的肢体功能用来创造美。
  为了克服地球引力对舞蹈的干扰,人们曾创造了"花样游泳、水上芭蕾"等等。可是,水在帮人克服重力的同时,也给人带来许多不便。
  为了体验失重状态下的舞蹈,人们曾利用跳伞时,降落伞打开前的瞬间进行舞蹈。但由于时间的短暂,由于气流的影响,人的舞蹈还是不能随心所欲。
  人在太空舞蹈,可以完全不受地球引力的影响,不用支撑自身的重量,可把全部肢体功能用来创造优美的动作。
  人们曾羡慕蝴蝶,自由自在,翩翩起舞。但蝴蝶也不如人在太空自由。因为蝴蝶的翅膀首先得用来"飞",其次才用来"舞"。
  人们曾羡慕鱼儿,不仅能前后左右,任意游荡,还能上上下下,自由往来。但鱼儿也不如人在太空自由。因为水的密度是空气的千倍,阻力比空气大得多。
  所以说,只有太空舞蹈才是真正的舞蹈。
  人在地面舞蹈时,可利用脚与地面的摩擦力来控制人的运动方向。人在太空舞蹈时,虽然没有与地面的摩擦力可用,但可利用预设的支点来控制运动的方向。舞蹈演员在支点之间,随着音乐,飞来跳去,美不胜收。多人舞蹈还可利用人与人之间的碰撞、反弹、推拉、蹬踏等动作,分、合、聚、散,产生更多,更美,更神奇的效果。人们给这些舞蹈起了许多好听而形象的名字,如"一字长蛇","十面埋伏","万众归一","礼花绽放"等等。
  看了"太空舞蹈表演",人们都想亲身体验一下。与"演艺厅"相邻的"舞厅"就可帮你实现这个愿望。"舞厅"内的男男女女都在跳太空舞。他们随着音乐,在支点之间飞来跳去,开心极了。如果你是初学者,不要紧,有人教你,比在地面学跳舞还容易。
  再说来到"健身房"的游客,他们正在进行一项地面上从未有过的运动——无水游泳。无水游泳就是在空气中游泳。要求运动员在太空舱内,不许借助任何支点,而使身体产生移动。
  太空舱内的空气密度与地面相仿,不同的只是没有重力。由于没有重力,人可以飘浮在空气中。由于不许借助任何支点,所以只能像游泳一样,靠四肢对空气的作用,使身体移动。
  在空气中游泳,需借助一种类似于翅膀的器械,来加大手掌和脚掌的面积,以获得更大的反作用力。由于在空气中游泳可以自由呼吸,所以比在水中有更大的自由,有更多的乐趣。熟练者可以像鸟儿一样自由飞翔。无水游泳即可健身,又可娱乐。所以有越来越多的人爱上了这项运动。
  再说"游乐场"。游乐场有舱内项目和舱外项目两种,这里只说舱外项目。舱外项目中先说"太空行走"。
  说起太空行走,大家并不陌生,那是宇航员在太空舱外执行任务时,必须进行的一项活动。由于舱外没有空气,宇航员必须要穿太空服。早期的太空服非常笨重,穿上以后行动不便。由于新材料的应用,今天的太空服已轻便多了,几乎和潜水服差不多。一般游客都能使用。太空服只能保证游客的舱外生存,要进行太空行走还必须借助支点、绳索、或喷气推进器。否则将寸步难行,因为这里没有空气,想来个"无水游泳"都不行。
  参加太空行走的游客,换好太空服,系好安全绳,拿好推进器,通过隔离室,走出太空舱。以前只有少数宇航员才能作的事情,今天,一个普通人也能作了。
  他们来到舱外,首先看到的是同步天堂:30个大圆球连成一串,周围是各式各样的太空舱。犹如一大串"冰糖葫芦",周围沾满了各式各样糖果。这串"冰糖葫芦"的一端连着太空电梯,另一端悬在太空,与太空电梯垂直。
  太空电梯的一端指向地球:距我们3.6万公里的地球,是天空最大的天体,看上去,差不多有太阳的10倍大。这时的太阳正处于地球旁边,一大一小,难得一见。不过,地球一半明,一半暗,好像初七、初八的月亮,只是比月亮大得多。
  太空电梯的另一端伸向遥远的太空,我们只能看到一条远去的细线。细线尽头就是距此11.4万公里的终点站。如果是在中午,太阳会处于终点站方向,可现在已是下午10点钟,太阳差不多已转到太空电梯的另一端。
  舱外的景色使游客们忘记了旅途疲劳,当多数游客还抓着舱外的扶手,欣赏天堂美景时。有个人已开始太空行走,它就是第一座太空电梯的总设计师加加林先生。加加林这次以普通游客的身份来天堂旅游。只见他用脚一登身后的扶手,就飞了出去,直到安全绳被拉紧,又弹了回来。如果不使用喷气推进器,人在太空只能作匀速直线运动,用了推进器,就可以改变方向和速度。
  舱外运动最刺激的是"太空冲浪"。太空没有水,没有空气,自然也没有浪。所谓"冲浪"就是亲身体验高速度,大范围,多方向的运动。冲浪的工具是"冲浪船",为了体验舱外运动,"冲浪船"没有封闭的船舱,像个连挡风玻璃也没有的敞篷汽车。冲浪船以火箭为动力,靠"方向杆"控制方向。方向杆不同于方向盘,它不仅可控制"左右",还可控制"上下"。冲浪者坐在冲浪船上,手握"方向杆",脚踩"油门",在太空自由翱翔。
  由于没有空气,无论速度多快,也不会感到有风。如果方向和速度都保持不变,你甚至感觉不到速度,因为太空缺少参照物。只有飞过天堂或电梯附近时,是个例外。当你改变方向或加速、减速时,你会感到重力又回到你的身上,而且重力的大小和方向可以由你自己控制。人在失重的时候,偶尔感受一下重力,也是一种享受。
  冲浪船上装有自控系统,可避免与天堂或电梯相撞;冲浪船上还装有遥控系统,可在冲浪者迷失方向时,由工作人员遥控返回。
  下午10点30分,天堂的夜幕降临,太阳和地球靠在一起。冲浪船一个个返回基地。游客们聚在一起,观看"天堂日落":太阳一点一点被地球遮住,就像是在观看:"日全食"。由于看到的地球比太阳大得多,约需三个小时,太阳才能从地球的另一边走出来。这段时间就是"天堂之夜"。
  天堂的时间,采用太空电梯所在地的时间。由于天堂的日落比地面晚,日出比地面早,所以天堂的夜很短,只有3个小时左右。早上1点30分,太阳出来了,游客们还在睡觉。
  "同步天堂"独具特色的环境,安全快捷的交通,吸引了越来越多的游客,旅游事业促进太空电梯建设,太空电梯又促进了天堂的发展。目前,无论是常住人口还是流动人口,天堂都超过了月球,成为地球之外的"第一大居民区"。
  月球是地球之外第一个有人居住的星球,曾是"地外第一大居民区"。眼看"地外第一大居民区"的桂冠被别人夺去,岂能善罢甘休。
  "月球"如何重新夺回"第一"?且听下回分解。