长达10万公里，从太空垂下的太空电梯，真的会变成现实吗？

发布者：自由知新 2023-11-20 19:14

地球之于人类，就像摇篮之于婴儿

但婴儿不可能永远留在摇篮里，所以人类也在努力探索太空。然而无论是送人上太空或是送探测器上太空，现在唯一的方式就只有火箭，它是人类目前唯一能把有效载荷送上太空，甚至是太阳系边缘的运载工具。

但所有人都知道，火箭绝无可能把人类文明带进太空时代，因为它的效率和运载能力都太低了，虽然马斯克的可回收火箭能降低相当大一部分发射成本，但想要把数十万吨甚至数百万吨的有效载荷送上太空，依然是不可能的事。

归根结底，火箭发射是一项十分复杂的综合性技术，涉及火箭推进技术、控制和制导技术等多种高精尖科技，而且舰体、发动机等设备都十分昂贵，所以现有的大部分火箭基本都是一次性运载火箭。

2019年把两颗通信卫星送上太空同步轨道的阿丽亚娜5型运载火箭，在当时的报价为每次发射任务1.78亿美元。德尔塔五型重型火箭是美国现役的最大型号运载火箭，能够将11吨有效载荷送上月球，8.8吨有效载荷送上火星轨道。如此强大的能力下费用也极其高昂，每次发射高达4亿美元。

因此科学家们一直希望能有一种足够简单，运载能力也足够大的新型设备，用于取代笨重的火箭，让人类得以大规模进入太空。

比如太空电梯

1895年，一位中年人正在参观法国的埃菲尔铁塔。在当时埃菲尔铁塔还是世界上最高的建筑，看着高耸入云的塔尖，这位中年人突发奇想：能不能在赤道上建造一座直通太空的塔，像圣经里的巴别塔一样，这样一来人们乘坐升降梯就可以到达太空。

这个中年人就是现代航空航天之父，俄罗斯火箭科学家齐奥尔科夫斯基，若干年后，科幻小说大师阿西莫夫在他的长篇小说《天堂的喷泉》中详细阐述了太空电梯的建造过程：

“在赤道上空36000公里的同步宇宙空间站里，把一条缆索和地面上巨大的轨道塔链接，由于该空间站和地球同步，所以相对于地球来说空间站就是静止的，如此一来就可以不使用火箭也能进入太空，有效载荷也可以大幅提高。”

任何人在看到太空电梯后，都会惊叹于它的简单明了，因此在科幻作品中，高耸入云的太空电梯成了人类文明未来往返近地轨道的标配。

但问题是，太空电梯对材料的要求太高了，想用太空电梯连接地球与太空，就必须准备若干条长达10万公里的缆绳，而且要把保证这些超级缆绳不会被地球引力压垮撕碎，同时也不会被自己的质量压断，最重要的是这些缆绳的造价必须足够便宜，唯有如此，太空电梯才能逐渐在全球开枝散叶。

近几十年来，纳米技术的发展，尤其是碳纳米管的发展，已经让人们看到了一丝建成太空电梯的曙光，因为这种材料的抗拉强度是钢的100倍，但是密度只有钢的六分之一，是一种非常理想的材料：足够轻，足够坚韧。

日本建筑公司大林组，放言要在2050年建成太空电梯，它们将从地球上抛出一条长达96000公里的碳纳米管电缆，为了稳定塔身，自身还有12500吨的配重，预计可承载100吨的乘坐者或太空探测器。

在用计算机模拟了建造数据后，大林组认为建成太空电梯在技术上是完全可行的，首先建造这些数量庞大的碳纳米电缆大概需要20年，然后先在地面部署20吨的电缆，再进行大约510次加固，在十八年内连续上升高度。主体电缆部分完工之后，在一年内就可以完成其他部分的建造。

太空电梯一旦建成，预计每次升空所消耗的能量不及火箭的百分之一，利用车厢将货物送往太空站或空间基地，将大大节省人类探索太空的成本，同时还可以发展太空旅游业，游客可以不经任何训练就可以登上太空，实现真正意义上的去太空“旅游”。

虽然可能价格不会太便宜，但相比动辄上千万美元的私人太空游，太空电梯为普通人实现太空梦提供了更多的可能性。