塔樓的建設對建筑結構、材料以及施工方式的要求極高,加上要防止臺風、雷電危害的設施,杜星宇耗費了近百萬能量點才初步完成模擬。
“地面站最重要的就是人工島和塔樓,這兩點完成,基本就差不多了。”杜星宇再次推進太空電梯的模擬進度,接下來是整個太空電梯里可以說最難的一點——纜繩!
試想一下,有什么材料的纜繩能夠保證在3.6萬公里以上的長度還能維持不變形,不崩斷,保持自身的物理性質,不被風吹雨淋雷電破壞?
目前全世界,都找不到這樣的材料!
所以纜繩這個看似簡單的東西,反而是太空電梯里最難的一環!
好在杜星宇不是一個人在戰斗,專家團隊們已經給出了最合適的備選方案,那就是碳納米管!
碳納米管是管狀的納米級石墨晶體,它具有極高的強度,理論計算是鋼的一百倍!同時也十分柔軟,可以看做一種“超級纖維”。
它的電磁性能、吸附能力等各方面性質都很優秀,如果說有一種材料能夠作為太空電梯的纜繩,那么一定是碳納米管!
可讓各國材料學家都頭疼的是,現在人類還無法制造合成高純的碳納米管,同時碳納米管在微觀領域的優秀力學、電學、熱學等特性,在制成工具和器具時,宏觀上有些無法表現出來。
這些因素都導致,目前為止,各國的科學家都沒能找到一種合適的碳納米管作為太空電梯的材料。
杜星宇的資料庫里,有幾十種備選碳納米管的方案,有單壁碳納米管、多壁碳納米管、長短粗細各不同、金屬和非金屬的各色碳納米管合成方案,他開始一一模擬試驗。
“投入十萬能量點,進行C1碳納米管試驗。”杜星宇在模擬器中利用C1型碳納米管合成纜繩材料,延伸3.6萬公里,它的下段用地面站和塔樓固定,上端連接配重物和天宮空間站。
科技模擬器:“碳納米管出現裂紋,材料發生不可逆損傷,試驗失敗!”
杜星宇開始查看損傷堅定情況,將材料數據保存,開始下一次試驗。
“C2型碳納米管強度合適,宏觀上導電性能差,不適合運輸轎廂。”
“F92型碳納米管性能勉強合適,制造難度高,作為備選。”
……
杜星宇將各國專家們的碳納米管都在科技模擬器上模擬了一遍,基本沒有能滿足需求的。
不過他也獲得了很多數據,讓他得以進行下一步試驗。
“投入十萬點能量點,研發A1型碳納米管材料。”杜星宇結合數據,開始用自己的想法嘗試。
幾天后,科技模擬器終于給他報喜:“A21型碳納米管試驗成功。”
“很好!”杜星宇一共模擬失敗了二十次,終于得到了一款擁有優秀力學、電學和熱學熱性的碳納米管材料。
最重要的是,它的合成技術也比較簡單,可以用來大規模的制造。