乘電梯到太空

世界有超過100億的人口，但到現在為止曾經上過太空的人應該不超過100人，首先因為太空船的燃料費驚人，而且當太空船離開地球時，太空人雖然承受3-5倍的地深吸力，並且當太空船穿過大氣層時，人體會受到很大的震動，所以能夠上太空的人實在少之有少。

不過，近年有很多人研究太空旅行團，當中最有名的就是維珍集團的主席—Richard Branson，他的理念都是設計一些低廉的太空船，讓普通人都可以一嘗太空旅遊的滋味。另外，日本亦出現了一個名為「Japan Space Elevator Association」(宇宙太空電梯協會) ，它們銳意建造一部可以通往太空的電梯，這樣旅客便可以簡單地乘坐這部電梯到達太空，而且由於電梯已是室內密封的空間，旅客便不需要穿上太空衣到達太空，並且不需要承受穿過大氣層的壓力，亦不用需要承受超過3-5倍地深吸力的壓力，所以一般體質的人仕都可以上太空。

但是如何建造一座22,000里的電梯呢? 結構又如何承擔呢?

現在世界最高的大樓—哈拉法塔都只是840m高，結構部件已是異常巨大，而且做價驚人。如果要做22,000里高的建築物又談何容易呢? 甚至可以說是不可能。

但日本的一眾工程師想出一個絕妙的方法，就是利用超級鋼纜把電梯的基坐來連接人造衛星，這樣結構部件便會成拉力(extension) 而不是受壓(compression) 。簡單一點來說，就好像一個鏈球運動員一樣，他用力把鏈球不斷地根據自己的重心而旋轉，這樣連結的鋼纜便成拉力，這便是物理學上所說的Circular motion (圓周運動) 。

在這樣的情況，人造衛星就是重量(比喻作鏈球) ，基坐就比喻作運動員的重心。只要當人造衛星以均速圍繞地球旋轉，即是旋轉的速度與地球自轉的速度相同，這樣人造衛星便可以以同一角度來與地球連接，而鋼纜都不會因此而變得彎曲，無論地球發生海嘯、颱風都不會影響鋼纜的角度，因為它的角度是在乎人造衛星與地球之間的角度，除非地球出現大地震/地殼移動，否則鋼纜的角度是不變的。電梯便可以根據這角度來運送旅客至太空。

現在的挑戰是如何制造一條比鋼強180的納米炭纖維的鋼管，現在這電梯需要的納米炭纖維鋼管都要比現存的強4倍。所以現在由日本大學的教授來研究這物料，而整個研究項目可達至600億港元，現在整個研究項目不是由日本政府全資研究，反而是由多個財團合資發展。

不過，奇怪的是就算可以帶來大量的旅客都未必可以收回600多億的投資成本，這項目到底為何可以吸引如此多的財團來參與投資呢?

這電梯不單可以把人送到太空，還可以把垃圾/高污染的廢物送至外太空，這樣便可以解決地球過多垃圾的問題。

另外，如果要把人造衛星的轉速調至與地球自轉相同的話，人造衛星的就必須要在地球赤道之上，所以赤道之上的空間同樣是地球資源的一部份，但是由於現在聯合國沒有權力控制/管理太空的資源，因此各國都不斷盡快放出人造衛星來霸佔赤道之上的空間，而這部電梯將可以有助已佔領太空的國家進一步統戰太空。

最重要的一點，現在月球上其中一種的礦石擁有helium-3，這

是高效能的能源，現在研究發現只要25噸的礦石(一艘穿梭機的份量)便足以整個美國使用一年。如果這部電梯可以連接到月球的話，便可以定時派人/機械人到月球開採礦石，不用使用穿梭機這般高風險和高成本的方法來開採，這電梯的出現便可以為自身的國家/地球帶來源源不絕的能源和無限的財富，甚至可以控制未來的世界。

關於Japan Space Elevator Association

http://jsea.jp/en/

關於月球能源:

http://www.abc.net.au/news/newsitems/200411/s1252715.htm

未來無炭城市—Masdar carbon Neutral city

  

上一會介紹了一個構想的浮台城市，但這個概念城市還在一個概念階段，但今日將會為大家介紹一個比較真實的概念城市。

這個無炭城市由英國著名建築師—Norman Foster設計的，是位於阿布達比(Abu Dhabi) 市郊的地方，連接阿布達比機場和多個大型的規劃項目如Yas island、Raha Beach等項目。整個項目佔地6平方公里，即大約半個香港島的面積或整個故宮連同北、中、南海公園的面積。整個城市的人口只有50,000人，但整個項目的做價到220億美元，做價與整個香港機場項目相近。若以每個單位來計算，這項目極可能是最高成本的住宅項目。

這項目當然包含商業、娛樂、教育、醫療、住宅、文化、教育等多種設施的衛星城市，但這項目的焦點自然不是它的做價和規模，而是它在能源和廢物上的處理。

這項目設立大型的風力發電、地熱能發電、太陽能發電的設施，這些設施的發電量足以滿足50,000人口的要求。為了盡量加強太陽能發電的效益，整個項目以東北至西南的中軸線，務求減少太陽黑影來降低太陽能的發電效能，而且每塊太陽能發電都可以調節因太陽角度上的不同而作出調整。

整個項目的建築都盡量採用自然通風和自然採光，盡量減少對能源的要求，盡量利用自然通風來令大廈降溫。整個項目內是完全沒有汽車的，只有火車、單軌火車和電動汽車(像高球車般的電動車) ，務求令整個項目變得無二氧化炭的空間。

為了進一步減少人類對能源上的需求，每個小區都設有各種基本設施，住客可以在200m的步行範圍內找到工作、娛樂、文化等設施，這完全打破了現代人的生活模式，一般人都需要乘車上班和上學，就算要購物都很可能需要到達另一區，所以對能源的需要不少。但Foster提出這個200m步行生活圈，就是要減少人類花在交通上所需要的時間和能源。就算住客萬一需要離開這小區，都是盡量依靠電動化火車和汽車來連接，完全不用汽油等不能循環的石化能源。

至於廢物方面，有機廢物自然會被循環再用作肥田料，無機廢料都會經過慮化處理來循環再用。至於污水處理就更加厲害，污水會經過納米的過慮器，令世上最細的細菌、污染物都隔絕了，所以就算從廁所排出的污水都可以一經過慮之後，便可以飲用，這樣便可以大幅減少80%的用水。

大家請不要忘記阿布達比是位于沙漠地帶，所有食水都是來自海水化淡廠，因此耗能量驚人，再加上很多沙漠地帶同時在白天需要降溫、晚上需要保溫的情況，如果能夠令建築物同時做出保溫和降溫的話，確實是一大突破。

現在世界上還未能出現完全零炭的小區，如果這個城市真的能做到完全零炭的城市的話，絕對是人類生活模式上的極大創舉。

這項目現在還在設計階段，而且是Foster & Partners 在經濟下滑時的主要收入來源，現在這項目好像還是如常進行，大家可能有機會見到這個完全不計成本的環保城市。