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太空悬绳发电成功了吗?
作者: 日期:2007-11-9 10:49:14 出处:教育科学出版社 访问次数:
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问题:

您好,我是一名基层教师。物理教材九年级下册中关于太空悬绳发电的“讨论•交流”在课堂上引起了热烈的讨论,许多学生向我刨根问底地问一些细节。我想知道关于这个太空悬绳发电的详细情况。

解答:

1992和1996年,意大利研制的绳系卫星,两次由美国航天飞机(阿特兰蒂斯号)携带,在太空进行试验。第一次由于绳索缠绕,只释放到250m,为原计划20km的1/78,但它产生了40V的电压及1.5毫安的电流。第二次释放到19.3km,产生了3000V电压,可惜这时绳索断裂,绳系卫星丢失。

理论计算为:航天飞机在赤道上空圆型轨道由西向东飞,速度为7.5km/s;地磁场在航天飞机轨道处的磁感应强度约为 0.00005T,从航天飞机上发射出的一颗卫星,携带一根长L=20km的金属悬绳与航天飞机相连,航天飞机和卫星间的这条悬绳方向沿地球半径方向井指向地心,悬绳电阻约800Ω,由绝缘层包裹;悬绳、航天飞机、卫星和大气层的电离层(这一层的大气大部分呈电离状态,可以导电)形成闭合回路。计算结果为在绳上产生的电流应约3A,航天飞机中获得的电功率应约为15300W。1992和1996年的这两次试验虽出师不利,但已证明:太空发电的设想是可能的。

人们进一步的设想是,通过微波(即一定频率范围的电磁波),将太空悬绳发电所获得的能量传递回地球。目前,这样的发电方式成本太高,而且也没有保障其稳定性的切实办法,因此还无法实际应用。也许在人类的不懈努力下,太空发电在将来会成为现实,成为一种可靠的发电方式。
 
                            教育科学出版社教材中心 物理编辑室
                                  2007年4月16日

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