七七笔趣阁

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第114章 巨额成本（第1页）

一项工程的直接建造费用大致可分为材料成本、人工成本、机械成本、科研成本与杂项之中。

对于太空电梯来说，人工成本和杂项只是这里面最小的一部分，然后就是科研、机械和材料。

先说材料，由于同步轨道空间站高度的横截面处的屈服压力总是大于下部总质量产生的重力，所以材料强度越高电梯就可以做的越纤细，材料强度越低横截面积就会随着高度增加而急剧增大。

屈服强度就是指一个重力加速度的情况下，刚体一端自由下垂，另一端固定时被本身重力拉断时需要的最小长度。

屈服长度的计算公式为L\u003dP/pg（P为材料的屈服压强，p材料密度，g重力加速度）

设材料屈服长度L，轨道高度H，那么需要的段数N必须大于H/L，假设上一段横截面是下一段横截面的P倍则N越大，P可以做越小，平衡P与N就可以得到需要总材料的最小解。

以普遍的钢材来说其屈服强度约为五千米，3.6万公里差不多需要一万个分段，第一段3千米第二段也是3千米，如果只用一根钢丝那第二段会被拉断，如果用两段则第二段会多出额外的负载。

也就是（5-2）*2\u003d4km，减去第一根3千米的重量第二段还可以载重1km的钢丝重量。

第三根用N根3km的钢丝，则N*5-3*3-3*n\u003d2n-9＞0，n最少要5根才可负载1km的钢丝自重。

以此类推，差不多每段需要的钢丝数量都要翻个倍，然后再翻个一万次，所以这就是为啥不能用钢丝当缆绳的原因。

那么把钢丝换成碳纤维呢？碳纤维拉伸强度差不多是3.5GPa，密度530kg/立方米，屈服长度就约为577km。

3.6万公里就需要53段，加上负载就要100段，设每段360km那么每根剩余负载算210km，第一段360km有效负载210km自重，第二段两根360km负载420km，减去第一段360有效负载就只有60km了。

第三段就要6根，210km*6-3*360\u003d180km，以此类推最后一段就需要1.5^180根，这依旧是一个很巨大的数字。

联盟目前能够量产的碳纳米纤维拉伸强度达101.5GPa，是碳纤维的29倍，其屈服强度高达千米。

/\u003d2.25，考虑到安全材料负载大概需要7段，这还只是一根缆线到同步轨道的耗费。

缆线还需要挂载超导线缆，需要考虑电力系统、防护系统和控制系统负载，再加上运载所需承受的重量这个数字实际上可能还需要翻倍。

单从一条完整的太空电梯轨道所需的材料来计算，这就需要超万亿欧元，这是什么概念？

同时期美国的年GDP才一万亿美元，一条轨道就要了联盟一年的GDP，但GDP这玩意说实话该分配的都分配好了。

不可能全部拨给太空电梯，也就是说联盟实际最多只能够拿出20%的GDP来建造太空电梯。

这样一来建造周期与成本又要再度提高，这让莱茵不得不考虑是否该修改太空电梯的建造方式。