为了在太空利用地磁发电，一根20公里长的金属绳被甩进了电离层

　　1996年，美国哥伦比亚号航天飞机在太空中释放了一颗绳系卫星，卫星与航天飞机之间连接着一段将近20公里长的导电绳索，利用绳索在地磁场内作切割磁感线运动，产生了3安培电流。
　　电力是人类有史以来最重要的发明之一，第一次工业革命依靠蒸汽动力，而第二次工业革命则可以被称为电力革命，极大的改变了我们的生活，并且现如今还依旧保障着人类社会的发展运行。
　　电力的重要性也体现在电磁学在咱们的中学物理中是个重点，有句话叫做：电生磁，磁生电，想必很多人都听说过，通电导线附近可以产生磁场，而变化的磁场也可以产生电场，电生磁咱们不多说，那么磁生电有什么方式可以实现呢？
　　这个问题的答案，大家可以在任意一本相关的物理教材中找到，磁生电的关键点在于磁通量的变化，而为了使磁通量产生变化，可以通过下面两种方式：
　　第一种就是磁场大小的改变，比如让一个条形磁铁从一组线圈中快速通过，对于每一个线圈来讲，它附近的磁场并不恒定，那么线圈中就会由电流出现。另外一种常见的方式就是让金属导体在磁场中运动，也就是所谓的切割磁感线，然后导体内就会产动生电动势，之后再构成回路就有电流出现了。此时我们想到，咱脚下的地球就是一块大磁铁啊！能不能利用地球发电呢？
　　这个想法很新奇，虽然理论上却是行的通的，但由于地球的磁场并不是很强，而且金属导体在陆地上没法无障碍的移动下去（这里的原因在于，地磁感应强度只有510负五次方特斯拉，非常小，所以想要产生可观的电动势，就需要导体的长度足够长，速度足够快，但地面障碍多，长导体没法持续不断的移动），因此一些科学家们就把目光投向了太空。
　　我们都知道太空是浩瀚无垠的，如果我们能将金属导体放到太空，并且能在地球轨道上运动，那么就无需担心导体运动的问题了，不但没有阻碍，而且能够长时间的运动下去。
　　而最后将这一想法付诸行动的是来自意大利的科学家们，他们在上世纪末借助于美国的航天飞机亚特兰蒂斯号和哥伦比亚号进行了两次绳系卫星发电实验，主要装置就是在航天飞机内携带一颗由导电绳索系着的卫星，将卫星抛出航天飞机，绳索的走向同地球磁力线垂直，也就是绳索的一端指向地心。
　　实验的大致原理：航天飞机在赤道轨道上方运动（这样的位置可以使得切割磁感线时，绳索与磁力线的方向是较为接近垂直的，这样一来获得的电动势也是最大的），可以长时间环绕地球，此时放出由导电绳索系着的卫星，绳索作切割磁感线的运动，而为了构成回路，航天飞机需要在地球大气中的电离层释放这颗绳系卫星，因为电离层内的部分区域呈现电离状态，通过装置可以在卫星、导电绳、航天飞机、电离层这四者之间构成回路。
　　1992年利用亚特兰蒂斯号进行了第一次发电实验，不过意外的是卫星只放出去了二百五十米左右，就因为装置故障被卡住了，但好在航天飞机的飞行速度快（每秒7。5公里，毕竟电动势等于磁感应强度、导体长度、导体速度着三者的乘积），这段250米长的导电绳还是产生了40伏的电压以及1。5毫安的电流。
　　很显然，科学家们对这次的结果并不满意，毕竟他们原本打算是放个20公里长的导线，这才250米。。。。。不行，于是在1996年，由哥伦比亚号航天飞机来执行这次任务，这次就顺利多了，导体绳被放出去了19。3公里（这个长度已经很长了，毕竟你很难想象在陆地上，你咋可能牵着一根将近20公里长的绳子奔跑，而且还要弄个回路出来）。
　　虽然长度是可以了，但倒霉的是长度定格在了19。3公里，为啥？因为绳子断了，但好在19。3公里距离原定的20公里也没差多少，至少也能算是成功了一半吧，而且产生的电流也达到了3安培左右，如果不发生意外，那么提供的电能还是比较可观的。
　　对于这次绳索断裂事件，一开始是以为过程中产生的张力超出了绳子的极限而引起的，而实际上在航天飞机将装置带回地面后才发现，原来是因为绳子熔化了，注意一点，这里的熔化并不是因为大气摩擦导致的，而是电流所致。
　　虽然这个实验并没有很顺利的完成，但至少证实了在太空利用地球磁场发电还是有一定的可行性的。但遗憾的是，咱们现在的航天器的电力供应并不是通过这种方式（说的有点马后炮了），毕竟有现成的太阳能为啥不用呢？不但便捷，而且相比于这种绳索发电，成本也低，风险也低。
　　此外还有一点原因，就是绳索内部的电流会导致安培力的出现，它会不断的降低整个装置（包括航天飞机）的动能。不过反过来讲，我们是不是可以借助于太阳能帆板提供的电能，让绳索产生反向的安培力来提供航天器的动能呢？说到这，个人感觉这种方法还不如多带些燃料，或者提高火箭性能来得划算些。
　　总的来说，这个实验可能实践了很多人的想法，说不定在有了一些成熟的技术保障之后，将来还真有可能利用这种方式来获取电能。
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