制造《流浪地球2》中的太空电梯有多难——关于太空电梯的几个难题【星辰大海系列第9集】
灰猩猿:
即使电梯建成，电梯上移过程中会因为角动量守恒原因，上升越高动量越低，会对缆绳产生侧向拉力，缺少的动量要么电梯本身弥补，要么同步卫星拉着缆绳弥补，依然还需要付出不菲的燃料
斯与赌毒不共戴天:
其他的暂且不说...一个直达太空的电梯，与地面基站保持同步位置，顶端建筑的移动速度将会达到一个恐怖的数字，这种速度下电梯整体承受的角动量...现在应该是没有任何材料能做到这点的
wgfsrxdxr:
这视频的内容可真实……老航天出舱一一脑洞大开啊[脱单doge]
无常at:
它叫巴别塔，也叫不周山，不过现代人都叫它太空电梯
小柒不冷:
甲：人类未来一定能造出太空电梯！
乙：人类不可能造出太空电梯！
我：打起来！打起来！[doge]
神游八方:
星辰大海[热词系列_吹爆]机械飞升[热词系列_好耶]
卑微歌者:
所有人都没考虑材料老化问题么？几百公里暴露在大气中，经过强风，紫外线，化学物质的摧残，任何材料估计都坚持不了几年。太空电梯注定是镜花水月，不靠谱的项目
DukeA:
up说的时候忽略了一个基本问题，实际上大多数对于太空电梯的描述都忽略了这个特别简单的问题。那就是这个电梯太高了。它即使建成，也绝对和节约成本毫无关系。
一般认为大气层厚度是100公里左右，超过这个高度就可以基本忽略空气阻力了，也就是说只需要很少的燃料就能变轨。而天宫空间站的高度大概在400公里左右。甚至地球的平均半径才6000多公里，而同步轨道是35000多公里。
就假设送物资到天宫号类比一下。为了建一个电梯把货物从1楼送到2楼，需要建一个100层楼的电梯。或者说为了建一座连接上海和宁波的大桥，这个桥必须建到南极洲。
更不用说建设这个玩意所需要的航天发射重量，如果用来干别的可以干多少事。
总之基于同步轨道空间站的太空电梯，仅仅从经济性上来讲，那至少是行星间太空航行已经成为常态，太空中本来就需要物流中转重新，太空电梯作为这个中心的配套设施提高运输效率。也就是说为了方便去机场（空间站）修一条地铁（轨道电梯），而不是为了这条地铁修个机场。
猎户座_a:
忽然感觉材料学真是很多科技的瓶颈，毕竟弄出高强度材料相当于是能直接利用非常强大的电磁作用力
阿卡尔法恭:
我是未来人，偷偷給你们泄露一些来自未来都信息吧。[doge]
公元2307年。地球化石能源告急，为了寻求能源，人类建造了三座轨道电梯，依靠太阳能生存。而未来的大国和小国以这三座轨道电梯所在的范围，形成了三个庞大的势力。
分别是以美国为中心的世界经济联合，俗称:Union
以中国，俄罗斯，印度为中心的人类革新联盟，俗称:人革联
以及，心欧洲共同体，AEU。
因为轨道电梯的存在，大国对能源的拥有占有及其垄断的力量。，使得部分小国难以维持生存，导致世界战争，纷争，恐怖组织滋生不断。
然而在300多年前，公园2070多年都时候，一个叫伊奥利亚的科学家老头早就预料到了这一切。
为了防止未来的人类依旧战乱不止，带着纷争的种子迈进宇宙。这老头先是组织一群志愿相同的科学家，以及各个领域，各个国家的精英，组建了私人武装组织“天人”。在木星研究一种叫“太阳炉”的半永久能源技术，
并开始建造人型兵器，“高达”的研发。
公元2307年，天人组织首次在地球露面。依靠高达领先地球科技水平几过世纪的优势，对抗全球势力，促使地球人类走向了统一，消除了部分纷争……
……情况紧急，外星人打过来了，我要立即驾驶MS迎劫，暂且不说了。[滑稽]
隔壁大云:
比较理想的使用场景。
只是用太空电梯运载往返宇航员或者小型航天器，使用电磁加速手段，在达到一定高度或者速度后，脱离太空电梯，改为燃料推进，直至与航天器对接或入轨。
蜗鸡:
感觉太空电梯就和戴森球一样啊，能建造的文明不需要它，需要它的文明又没有对应科技水平
phoenixyiki:
视频开头提到的“稳定性失效”其实是指材料力学里的“压杆失稳”现象，即在细长杆件的两端施加轴向压力（压力的作用方向与长杆的中轴线平行），此时若有微小的扰动，可能会导致长杆发生不可逆的形变（轴向压力超过某一临界值）
显然，这种稳定性失效还不能和“掰弯铁丝”相提并论，因为后者并非是以轴向压力作用于铁丝的两端，而是直接让铁丝承受弯曲载荷
视频在7分28秒给出的锥度比公式有误~
该公式的推导是建立在对微元的受力分析之上
即某处微元所受的万有引力减去其围绕地球旋转所对应的离心力，由此会得到该微元的重力，而这个重力将由微元受到的拉应力之差来平衡
由此可得到关于“缆绳的截面积”与“微元与地心之间的距离”的微分方程
经过简单的积分就能解此方程，最终会得到锥度比的表达式
而在正确的表达式中，GM/rx，GM/r0，1/2*ω^2*rx^2，1/2*ω^2*rx^2等项的符号恰与视频相反（rx为某截面与地心之间的距离，r0为地球半径，ω为地球自转的角速度）
但令人惊奇的是，在7分38秒的简化版公式里，up算出的因子（4.85*10^7）又是“基本正确”的----如果按照之前的错误公式来算，这个因子其实是负数
另外，up计算不锈钢的锥度比所得到的10^304与维基百科给出的10^33有数量级上的巨大差距
究竟谁是正确的呢？
其实都不正确~
up曾说：“不锈钢的比强度为63100牛*米/千克”，显然，up是将不锈钢的抗拉强度取为500MPa，即5*10^8Pa，再利用不锈钢的密度：7930千克/立方米，即可得到之前所说的比强度值
但如果是基于500MPa的抗拉强度，在经过精确的计算之后，得到的锥度比应该是：8.38*10^333
至于维基百科所说的“10^33”，则是将钢铁的抗拉强度设为5GPa，即5*10^9Pa，由此可算出10^33的数量级
显然，维基的假设是过于夸张了----各种钢材的抗拉强度仅为数百MPa而已
最后，“太空电梯”这个设想所面临的问题绝不仅仅是“根据锥度比公式寻找合适的材料”那么简单
说白了，所谓的锥度比公式只是考虑了整部电梯所受的引力、内部的拉应力及绕地旋转所对应的离心力----这样的模型显然是过于天真了
在真实的场景中，电梯靠近地面的部分（长达近百公里）是处在大气层之中的---复杂多变的大气活动足以对其稳定性造成严重影响
Xuan-zi:
地球静止轨道的半径大概在42000km，而地球自身半径才6400km，地球静止轨道距离地面有36000km。通过垂根3.6wkm的绳子到一个半径只有6400km的球上...这真是个脑洞大开的想法[doge]
事实上大气层与太空的分界线（卡门线）仅为海拔100km，也就是说仅需要100km高度的建筑，就可以进入外太空了，也就算是实现了“太空电梯”。
顺带一提，沙子的休止角大概是35度，也就是说，如果要堆出一个稳定的100km的沙丘，其底部半径是142km，也就是6.3w平方公里的面积，相当于中国土地面积的千分之六，对地球来说也就是一个小毛刺[doge]
当然以上都是开个玩笑罢了，太空电梯非常有赛博朋克的感觉，拿着极其大量的资源实现极其有限的功能[doge]。当然不排除人类科技高度发展之后真的有人造一个出来当手办摆着[doge]
灰暗江原:
有没有这种可能，假如我们人类发展到了能够建造太空电梯的时候，我们的技术是不是已经让我们不需要建造太空电梯了
太空变形虫:
那些说太空电梯不能探索深空的，你们不需要入轨吗？脱离引力井的消耗可比太空航行高多了，有太空电梯以后就不需要大推力火箭只需要高比冲火箭，而太空电梯运载能力远强于化学能火箭bili_52172785356:
太空电梯不是人类走向太空的桥梁，而是太空文明的脐带，只有在同步轨道以上、太空科技才能得到检验，就是说，只有太空电梯这条脐带建成、人类才能算上怀上孩子。人类现有的一切太空科技，都只是地球母亲的有想法的细胞。比如说星舰吧，就像是人类的一颗精/子，或者是哥伦布的舰队，也许可以落到其他子宫里发育成新的文明，但这个文明仍然走不出地球文明的阴影。当然，这个孩子能不能顺利出生，还是要看母亲的情况，做好自己的事，才能做好做不到的事
