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這有兩個(gè)問(wèn)題,一個(gè)是自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)周期不匹配;另一個(gè)是纜線強(qiáng)度的問(wèn)題。

首先是第一個(gè)問(wèn)題,地球的自轉(zhuǎn)周期是24小時(shí),而月球則大約是28天,如果簡(jiǎn)單地固定在表面上,一定會(huì)纏起來(lái)的……

當(dāng)然,這個(gè)并不是特別大的問(wèn)題,畢竟可以設(shè)計(jì)一些機(jī)械結(jié)構(gòu),使得其可以適應(yīng)。

第二個(gè)問(wèn)題才是最關(guān)鍵的,就是纜線強(qiáng)度的問(wèn)題,纜線的兩端各會(huì)受到地球和月球的引力,而地月之間的距離長(zhǎng)達(dá)38萬(wàn)千米,纜線的質(zhì)量會(huì)非常大,從而引力產(chǎn)生的張力也會(huì)極大。這里做一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算,我們假設(shè)纜線的線密度為λ,同時(shí),已知地球的質(zhì)量與月球的質(zhì)量,這樣,就可以解各處之張力T(x)。顯然,x處dx*λ段纜線所受的力為:地球引力、月球引力,以及張力之微分,即有:

其中,G是萬(wàn)有引力常數(shù),x是線纜之位置,R是地球半徑,r是月球半徑,L是地月距離。

從而可列微分方程:

此方程易解得F(x):

c1為一常數(shù)。帶入邊界條件,可以得,F(xiàn)(x)=

我們知道,一個(gè)系統(tǒng)能否問(wèn)題,需要看其最薄弱之處,而此纜線最薄弱之處,則在于其張力最大之處。我們可以算得,此纜線在:

處張力最大,帶入,即知其最大張力為:

帶入實(shí)際數(shù)據(jù),即有:

2.58736*10^6 λ

其拉力最大的位置,位于距月球四萬(wàn)千米之處。

λ是纜線的線密度。很明顯地可以看出,這個(gè)力是非常大的。而且我們無(wú)法通過(guò)加粗纜線的方法來(lái)使得系統(tǒng)穩(wěn)定,因?yàn)槔|線越粗,就越重,線密度也就越高,這樣,受力也就越大。必須要制造出抗張強(qiáng)度極大、密度極小的材料,才有可能制造「登月天梯」。

最佳貢獻(xiàn)者
2

早已經(jīng)有類似設(shè)想和研究——月球天梯,1895年俄羅斯科學(xué)家首次提出太空梯概念,使用一根繩子連接地球和航天器,人們乘坐太空電梯上下穿梭。太空梯基本上就是一條長(zhǎng)長(zhǎng)的纜繩---一端固定在地球上,另一端固定在地球同步軌道的平衡物(如大衛(wèi)星)上。在引力和向心加速度的相互作用下,纜繩被繃緊,太空梯將利用太陽(yáng)能或激光能沿纜繩上下運(yùn)動(dòng)。

2010年8月12日在美國(guó)華盛頓召開(kāi)的“國(guó)際天梯大會(huì)”,企業(yè)家邁克爾·萊恩表示準(zhǔn)備另辟蹊徑,在10年內(nèi)建成從

月球

通向太空的“月球天梯”。這一計(jì)劃受到了美國(guó)宇航局的高度重視,然而在2007年卻陷入財(cái)政危機(jī),主要原因是制造纜繩的成本過(guò)高。人類目前已經(jīng)擁有制造天梯纜繩的材料,那就是在1991年發(fā)明的碳納米繩,直徑1毫米的碳納米繩可以承載60噸重量,然而這種材料每克價(jià)值500美元。要制造一條10萬(wàn)公里長(zhǎng)的纜繩,其實(shí)在那時(shí)候沒(méi)有任何一家企業(yè)能夠承受這龐大的成本。萊恩表示,目前他的工作重心轉(zhuǎn)向月球梯。由于月球引力僅僅是地球的1/6,這可以大大降低對(duì)纜繩強(qiáng)度的要求。目前日本生產(chǎn)的柴。╖ylon)復(fù)合纖維,成本相對(duì)較低,強(qiáng)度和耐熱性完全滿足制造月球梯的要求。他自信地表示,在5到7年內(nèi),將有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)月球梯的夢(mèng)想。

不過(guò)這個(gè)計(jì)劃沒(méi)有任何官方機(jī)構(gòu)正式支持。

另外除了纜繩材料強(qiáng)度問(wèn)題外,在技術(shù)上還有很多根本性障礙。雖然有人考慮在地月之間有一些拉格朗日點(diǎn)的存在可以保持相對(duì)位置的穩(wěn)定,月球也有一面始終對(duì)著地球。。但是地球自轉(zhuǎn)24小時(shí),月球圍繞地球公轉(zhuǎn)接近30天,月面還存在著擺動(dòng)效應(yīng)。如果鏈接點(diǎn)放在赤道附近,這條纜繩會(huì)纏起來(lái)。即使鏈接點(diǎn)放在地球兩極,還有不小的擺動(dòng),加上旋轉(zhuǎn)很不穩(wěn)定。最關(guān)鍵是地月之間的距離不恒定,從最近36萬(wàn)多公里到最遠(yuǎn)40萬(wàn)公里,一條幾十萬(wàn)公里遠(yuǎn)的纜繩或者梯子要考慮4萬(wàn)公里的彈性!這種材料就算按前面說(shuō)的復(fù)合材料,也只是個(gè)設(shè)想而已。還有人考慮過(guò)分段、換乘等,這些都不可能根本解決。

長(zhǎng)期保持一個(gè)這么大設(shè)備(不管是繩子還是梯子)在太空,一方面維護(hù)成本太高。第二是這種設(shè)備建成一套就有一套的承載限度,對(duì)于運(yùn)送東西的規(guī)格有很大限制,得不償失。第三是安全性太差,太空里的太空垃圾,小行星等都可能損壞它,而這么巨大的設(shè)備在太空就像人頭上的一把刀,一旦壞了,掉在哪里都有可能,掉在哪都是巨大的災(zāi)難。

所以,在兩個(gè)星球間拴根繩子這樣的事,實(shí)在太不現(xiàn)實(shí)也沒(méi)必要,技術(shù)上也不可靠,除非幾十代人以后的遙遠(yuǎn)將來(lái),人類科技達(dá)到賽博坦那樣的時(shí)候,可以真正把地球和月亮連起來(lái)。不過(guò)我始終不認(rèn)為拴這根繩子有什么必要。

有好想法還是多從自己能做的事開(kāi)始。在《不見(jiàn)不散》里,葛優(yōu)也有過(guò)鑿開(kāi)喜馬拉雅山脈引進(jìn)印度洋暖流改善西藏人民生活環(huán)境的偉大設(shè)想,不過(guò)那是為了泡妞。

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前面有人做了計(jì)算和論證,說(shuō)明連接月球的鋼纜難以做到、簡(jiǎn)直就是不可能任務(wù),比Hard模式還Hard模式,要不咱們來(lái)個(gè)簡(jiǎn)單點(diǎn)的吧。

比如說(shuō),如果在美國(guó)砸個(gè)撅子,用鋼纜和中國(guó)連起來(lái),以后去美國(guó)旅游是不是就可以走過(guò)去了?如果在珠穆朗瑪峰上砸個(gè)撅子,用鋼纜連起來(lái),以后登珠峰是不是就可以輕松爬上去了?

阿湯哥,別說(shuō)是月球,就是一棟樓也不好爬啊...

有同學(xué)可能會(huì)說(shuō),連接美國(guó)的鋼纜因?yàn)殇摾|本身有重量,一個(gè)橛子是不夠的,中間需要有東西支撐著才行,有點(diǎn)類似橋墩那樣,才能跨越太平洋。

題主的鋼纜要是聽(tīng)到這話一定會(huì)說(shuō):我也有重量啊,沒(méi)有道理說(shuō)躺著有重量,站起來(lái)就沒(méi)重量了,這樣減肥也太容易了……即使是延伸向天空的鋼纜,那也是鋼纜,照樣受到地球引力的作用,也是會(huì)被自身重量拉斷的。

那為啥宇航員會(huì)失重,漂浮在空間站中呢?并不是因?yàn)樘罩锌諝庀”。ǹ諝猓何艺娴母愕拈L(zhǎng)胖沒(méi)有關(guān)系,真空并不能使你變得更輕),而是因?yàn)橛詈絾T是跟空間站一起飛快的圍著地球轉(zhuǎn),即使題主可以叫上月球跟著同步轉(zhuǎn)(月球:臣妾做不到。,題主的鋼纜因?yàn)橐欢斯潭ㄔ诘孛嫔希菦](méi)法像空間站那樣一個(gè)半小時(shí)左右就繞地球轉(zhuǎn)一圈的,也就沒(méi)法失重啦。這樣一來(lái),不需要題主爬上去,鋼纜自己就可以把自己拉斷的。

退一萬(wàn)步說(shuō),即使題主發(fā)明了超級(jí)輕、超級(jí)結(jié)實(shí)的鋼纜,又真的叫上了月球一起轉(zhuǎn),為了應(yīng)對(duì)真空、低溫和輻射,題主開(kāi)著飛船“爬”鋼纜,那這一套組合起來(lái)叫什么名字好呢,有軌飛船?連接中美或者珠峰的叫有軌飛機(jī)?

在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線充電等無(wú)線技術(shù)越來(lái)越來(lái)普及的今天,在廣闊太空中搞出有軌飛船什么的,實(shí)在是有點(diǎn)復(fù)古過(guò)度啊。

宇宙浩瀚無(wú)垠,個(gè)人水平有限,圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)。如有疏漏,請(qǐng)多指教。

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答:想法是不錯(cuò),想達(dá)到高級(jí)文明嘗試一下也行,但是暫時(shí)好像實(shí)現(xiàn)不了呢!

因?yàn)椋阂,地球和月球上的撅子需要做的一定非常大,不能只是兩個(gè)勾子能解決問(wèn)題,橛子少說(shuō)直經(jīng)得需要2公里,內(nèi)結(jié)構(gòu)一定很復(fù)雜,而且固定的要深少說(shuō)得1萬(wàn)米,否則兩個(gè)星球的力量一擺動(dòng)不就松動(dòng)了,橛子的底部是固定不動(dòng)的,但栓鋼纜頭的部分還必須能活動(dòng)旋轉(zhuǎn),因?yàn)榈厍蚝驮虑騼蓚(gè)球都會(huì)自轉(zhuǎn),橛子使用的一個(gè)旋轉(zhuǎn)鋼滾珠目前用最大的吊車估計(jì)都吊不動(dòng),因?yàn)殇撝榈闹苯?jīng)也不會(huì)小,而且最少要幾千個(gè)鋼珠,幾百萬(wàn)噸鋼材。

二,鋼纜要粗還要軟,就像電梯鋼絲繩硬中帶軟,每根直經(jīng)是13mm鋼絲組合的,共5根,而通住月球的一根就可以,不過(guò)直經(jīng)其碼是5米鋼絲組合的,長(zhǎng)度就不說(shuō)了,38萬(wàn)5千米夠長(zhǎng)就行,不過(guò)要做出這根又長(zhǎng)又重的鋼纜確實(shí)不容易,因?yàn)橹虚g還不能有接頭,鋼纜外層還有厚膠皮包著,覽芯還得通上電,否則這么高人是爬不上月球的,最少也要做個(gè)航空箱裝點(diǎn)氧氣和吃喝連人一起帶上去吧,否則月球上一分鐘都呆不了。

三,地球上的橛子靠人的本事還是能做出來(lái)的,可是月球上的橛子如何做呢?是把材料一點(diǎn)一點(diǎn)運(yùn)上去,還是在地球上做好了把整體搬上去呢?估計(jì)腦洞開(kāi)的再大,也解決不了。

四,就算兩頭的橛子都固定好了,那這么粗又長(zhǎng)的鋼纜又用什么設(shè)備把它帶拉上月球呢,估計(jì)沒(méi)有這么大馬力的航天設(shè)備,而且鋼纜也出不了大氣層,因?yàn)檫有地球的引力牽扯著,所以鋼纜上的越高就越重,最后落得個(gè)前功盡棄。

總之,地球與月球連上了又如何,難道月球上比地球上好玩是怎么地,現(xiàn)在月球上又沒(méi)空氣,又沒(méi)水,又沒(méi)有適合人的引力,又沒(méi)有花香與鳥(niǎo)叫,連住的都沒(méi)有,可以說(shuō),人類所需要的暫時(shí)月球上什么都沒(méi)有,這種想上月球去玩的想法,即浪費(fèi)了人力又浪費(fèi)了財(cái)力,有這個(gè)錢援助一下需要幫助的人多好。

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這個(gè)想法很好!以后可能能做到。要不試一試!只有敢想才能敢做,想應(yīng)該在做之前!

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理論上,只要你能用鋼纜把地球和月球拴在一起,我就能用卷?yè)P(yáng)機(jī)把月球拉到地球上。

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這是一個(gè)腦洞很開(kāi)的想法。。。不過(guò)地球上腦洞大開(kāi)的人還不止你一個(gè)。。。

十九世紀(jì)末,俄羅斯科學(xué)家就康斯坦丁-特斯奧科夫斯基(Konstantin Tsiolkovsky)首次提出太空天梯概念。一百年之后,科幻作家阿瑟·克拉克在1978年出版的《天堂之泉》(“Fountains of Paradise”)中曾描寫(xiě)過(guò)太空電梯的構(gòu)想,人們可乘電梯去太空觀光并運(yùn)送貨物。1999年,美國(guó)宇航局馬歇爾中心的先進(jìn)辦公室發(fā)表了《天梯:太空的先進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施》一文,標(biāo)志著天梯將從幻想走向現(xiàn)實(shí)。2010年,美國(guó)太空電梯研究公司“電梯港”總裁邁克爾·萊恩日前宣稱,他們夢(mèng)想在10年之內(nèi)造出一架“月球電梯”。 太空梯基本上就是一條長(zhǎng)長(zhǎng)的纜繩一端固定在地球上,另一端固定在地球同步軌道的平衡物(如大衛(wèi)星)上。在引力和向心加速度的相互作用下,纜繩被繃緊,太空梯將利用太陽(yáng)能或激光能沿纜繩上下運(yùn)動(dòng)。

但是題主的設(shè)想有兩點(diǎn)是不可能的:第一,材料不能用鋼纜,因?yàn)殇摰膹?qiáng)度不夠,自重也太重。不過(guò)現(xiàn)有的碳納米管可以解決這一問(wèn)題:碳納米管的強(qiáng)度比同體積鋼的強(qiáng)度高100倍,重量?jī)H為后者的七分之一,直徑1毫米的碳納米繩可以承載60噸重量。第二,不能直接在月球上砸個(gè)撅子,因?yàn)榈厍蚝驮虑蚨紩?huì)自轉(zhuǎn),月球還繞著地球轉(zhuǎn)。不過(guò)這個(gè)也可以有解決方案:我們可以先發(fā)射一個(gè)在月球高度,可是跟地球相對(duì)靜止的空間站,電梯從地球先連接到空間站,然后再換乘,從空間站到月球。

聽(tīng)起來(lái)確實(shí)很美好,可是實(shí)現(xiàn)起來(lái)還是有很多問(wèn)題,比如造價(jià):碳納米管每克價(jià)值500美元,地月距離三十多萬(wàn)公里,預(yù)算將是天文數(shù)字。而且即使錢不是問(wèn)題,納米碳管還只是毫米級(jí)產(chǎn)品,離工業(yè)應(yīng)用還很遠(yuǎn);安全也是一個(gè)問(wèn)題,如果電梯因事故崩塌,損失可比我們做一個(gè)扶梯出事故大得多得多得多。。。

即使科幻,即使有諸多問(wèn)題,可是還是有很多公司在計(jì)劃實(shí)現(xiàn)這一瘋狂的計(jì)劃,比如:Google X, Space X。。。不過(guò)如果真的實(shí)現(xiàn),當(dāng)電梯門打開(kāi),是否會(huì)有一個(gè)美麗的的太空電梯小姐彎下腰問(wèn):"請(qǐng)問(wèn)您去天堂的哪一層?"

以上。

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這個(gè)是不可能實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)楦緵](méi)有合適的條件,首先說(shuō)鋼纜肯定是不行的,這種材料的強(qiáng)度不足以把地球和月球這么大質(zhì)量的東西連接起來(lái),但我們先假設(shè)材料學(xué)的進(jìn)步能造出足夠強(qiáng)的材料去連接它們,也許石墨烯材料將來(lái)有這種韌性,但是其他方面的條件也是不具備的。

要想把兩個(gè)天體用足夠強(qiáng)的繩索連接起來(lái),這兩個(gè)天體就必須是距離固定和朝向固定的,但是月球和地球卻不是這樣子,地球在自轉(zhuǎn),24小時(shí)就自轉(zhuǎn)一圈,月球卻在圍著地球公轉(zhuǎn),28天左右轉(zhuǎn)一圈,如果把它們連起來(lái)的話,地球的自轉(zhuǎn)會(huì)使得把繩索纏繞到自己身上,從而把月球也拉過(guò)來(lái),最終拉到地球上,使得兩個(gè)天體相撞,這無(wú)疑是一個(gè)巨大災(zāi)難。

還有一個(gè)不具備的條件是,地球到月球的距離并不是固定的,最近的時(shí)候可能在36萬(wàn)公里左右,最遠(yuǎn)的時(shí)候則達(dá)到了42萬(wàn)公里之外,而繩索的長(zhǎng)度通常都是固定的,即便有韌性,也不可能達(dá)到6萬(wàn)公里那樣大的幅度。

再者,月球環(huán)繞地球運(yùn)行,離心運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的向外的擴(kuò)張力和地球月球相互間的引力基本上是相互抵消的,所以月球距離地球的位置并沒(méi)有大的變動(dòng),一年也就向外挪動(dòng)幾厘米而已,但是如果有一個(gè)繩索將地球月球連接起來(lái)的話,那么兩者之間就需要產(chǎn)生一定的拉力,那么這個(gè)拉力很可能會(huì)將月球和地球的距離拉近,而且是不斷的拉近,這樣勢(shì)必會(huì)改變?cè)虑虻降厍虻奈恢,而?dāng)月球距離地球足夠近的位置的時(shí)候,引力作用則可能在地球上掀起災(zāi)難,使得海洋的潮汐像海嘯一樣巨大,這是誰(shuí)也不想看到的。

最后說(shuō)一點(diǎn),就是問(wèn)題中說(shuō)的在月球和地球上“楔橛子”,需要多么強(qiáng)大的抉橛子才能將月球和地球連接起來(lái)呢?這也是一個(gè)不好解決的問(wèn)題,這個(gè)橛子恐怕至少要幾百公里深才行,人類現(xiàn)有的技術(shù)肯定做不到,而且有的地方,幾百公里深的深度就是巖漿活動(dòng)的地方了,弄不好會(huì)造成火山爆發(fā),而如果月球只固定在地球的一面,則很可能改變地球的板塊構(gòu)造,很多不可預(yù)知的災(zāi)難將會(huì)出現(xiàn)。

所以,把月球和地球連接起來(lái)這樣的想法是不具備實(shí)現(xiàn)的可能的,每一種必要的條件都不具備,并且很可能造成巨大的災(zāi)難,因此那基本是不可能實(shí)現(xiàn)的。

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看到@wl老哈的回答感覺(jué)非常有道理,我也來(lái)回答一下這個(gè)問(wèn)題,首先作為一個(gè)理科生我想說(shuō)我地理學(xué)的不好啊...

我搜索了下資料顯示曾經(jīng)在十幾年前,《科學(xué)美國(guó)人》雜志曾提出一個(gè)夢(mèng)想,在地球和月球之間搭建一座“太空天梯”,那么我們首先就要找到制造“太空天梯”的材料,這種材料要跨越38萬(wàn)公里的距離而不被自身重量拉斷。碳納米管是迄今為止發(fā)現(xiàn)的力學(xué)性能最好的材料之一,有著極高的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。其密度只有鋼鐵的六分之一到四分之一,單位質(zhì)量上的拉伸強(qiáng)度,卻是鋼鐵的276倍,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前人類發(fā)現(xiàn)和制造的其他任何材料。光有碳納米管還不夠,還需要批量制備出具有宏觀長(zhǎng)度并且具有理論力學(xué)性質(zhì)的碳納米管——單根長(zhǎng)度達(dá)到米級(jí)甚至公里級(jí)以上。

現(xiàn)在假設(shè)一切環(huán)境都是好的,我們也研制出了最好的材料,現(xiàn)在我們第一種假設(shè): 

 

地球和月球都有重力,而中間的太空部分是真空重力可以認(rèn)為沒(méi)有?一根繩子,一頭在月球是自然下墜的,一頭在地球也是自然下墜的,中間部分自己懸浮。也就是說(shuō),兩頭不用什么東西固定,永遠(yuǎn)都是繩子下垂,不會(huì)掉下來(lái)。那么只要用一根強(qiáng)度足夠的繩子,就可以直接拉過(guò)來(lái)拉過(guò)去,實(shí)現(xiàn)地球與月球之間的旅行了。

這個(gè)是看到有人這樣說(shuō)的,我感覺(jué)好像又什么問(wèn)題,我在想月球一端固定,另一端開(kāi)懸浮利用地球磁場(chǎng)放上一塊大磁鐵然后一直被地球吸引,然后解決地球跟月球不同步轉(zhuǎn)的問(wèn)題,哪個(gè)物理學(xué)、天文學(xué)高手給反駁下


第二種假設(shè):如果把地球跟月球看成2個(gè)地球儀一樣沿著軸線自轉(zhuǎn)的球體,這樣我們?cè)诒睒O或者南極連接起來(lái)然后二頭鎮(zhèn)2個(gè)軸承就可以了,但是每年月球遠(yuǎn)離地球3.8cm,這根繩子要可以伸縮。


月球公轉(zhuǎn)

月球以橢圓軌道繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)。這個(gè)軌道平面在天球上截得的大圓稱“白道”。白道平面不重合于天赤道,也不平行于黃道面,而且空間位置不斷變化。周期27.32日。月球軌道(白道)對(duì)地球軌道(黃道)的平均傾角為5°09′。但是現(xiàn)在知道月球平均每年以3.8cm的速度逐漸與地球離去。

月球自轉(zhuǎn)

月球在繞地球公轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行自轉(zhuǎn),周期27.32166日,正好是一個(gè)恒星月,所以我們看不見(jiàn)月球背面。這種現(xiàn)象我們稱“同步自轉(zhuǎn)”,或“潮汐鎖定”,幾乎是太陽(yáng)系衛(wèi)星世界的普遍規(guī)律。一般認(rèn)為是衛(wèi)星對(duì)行星長(zhǎng)期潮汐作用的結(jié)果。天平動(dòng)是一個(gè)很奇妙的現(xiàn)象,它使得我們得以看到59%的月面。

好了,實(shí)在編不下去了。。。。睡覺(jué)去了

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我覺(jué)得你說(shuō)的非常對(duì),也非常有想象力。我們可以連一個(gè)纜車,這樣去月球就比較方便了。估算一下四人倉(cāng)往返電費(fèi)大約1247元,平均每人300多元。算上管理費(fèi),僅僅需要五百元。比國(guó)內(nèi)航班都便宜。月球有無(wú)數(shù)純鉆石。


可開(kāi)采儲(chǔ)量約為四千八百二十一億噸。

此外還有金礦,大約一萬(wàn)九千二百二十二億噸。基本都是露天礦,純度在百分之七十到八十四之間。還有鈾礦,氘氚礦的含量更高達(dá)百分之四,這個(gè)數(shù)字高的嚇人了。還有一個(gè)fishing湖里邊有大量的idiot等。如果你把這條線開(kāi)通,我們就可以拿鐵鍬去開(kāi)礦。其實(shí)奧黑時(shí)代就準(zhǔn)備弄了,籌集了三百億美元,但是川普上臺(tái)就否定了,畢竟俄國(guó)和川普的關(guān)系密切,俄國(guó)也不想讓美國(guó)搞。

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