乘太空電梯 上九天攬月

自從前蘇聯宇航員加加林第一次遨游太空開啟了太空時代以來，那些向往更廣闊的宇宙空間的科學家們就無時無刻不在夢想著創造更加便捷的方式，讓人類能夠方便地往來于地球和太空之間。1970年，美國物理學家皮爾森提出建造“太空電梯”的設想，而當時人們的反應就是讓他去“改行寫科幻小說”。無獨有偶，1979年英國著名科幻作家阿瑟·克拉克在他的小說《天堂之泉》中也提出了這樣一個驚世駭俗的構想：他設想在地球赤道上空的一顆地球靜止軌道衛星上向下伸展出一個梯子，由于地球靜止軌道衛星在天空中相對地面沒有移動，所以人類可以乘坐電梯到達近地宇宙空間去觀光旅游。“太空電梯”的實現將是人類一次重大的科技飛躍，能否美夢成真，讓我們拭目以待……

（伊 帆）

絕非科學幻想

1979年，英國著名科幻作家阿瑟·克拉克在他的小說《天堂之泉》中提出了一個驚世駭俗的大膽構想：建一部長達10萬千米的“太空電梯”，讓人類乘坐該電梯到太空觀光旅游。當時，許多人都嘲笑他的想象力太豐富，認為這是癡人說夢話。但如今，這個設想將變成現實。

2003年9月15日，在美國圣達菲召開的研討會上，70多位科學家和工程師們指出，近年來在材料科學方面所取得的進步，尤其是碳納米管的迅速發展，為建造太空電梯奠定了基礎，同時也意味著克拉克的提法不再是科學幻想。在會上，他們一致對建造太空電梯這一方案表示贊同，并表示很快將付之行動。另外，美國航空航天局也不再對這一科學幻想進行嘲笑，轉而開始將數百萬美元的資金投入到這一開發工程上。

藍圖已具雛形

①按照專家們的構想，太空電梯的核心部分將是一條距離地表近10萬千米長的纜繩。②建造之初，需要發射一枚地球同步衛星攜帶纜繩進入太空，并使這枚地球同步衛星置于纜繩的軌道上。③然后把纜繩重的一端扔向地球，并將其固定在位于太平洋中部、遠離航空器運行路線和運輸通道的基站，另一端則在太空中展開。④期間，要讓機械升降師能夠從地面爬上纜繩，把人造衛星、空間探測器甚至太空觀光者從纜繩一端送到另一端。

當然，為了使纜繩不至于墜落，必須給它足夠的離心力，使它隨著地球一起旋轉時，依靠旋轉所產生的離心力來抵消地球的吸引力，以確保太空電梯能夠從地球到太空豎直起來。軌道上的地球同步衛星可以起到這樣的作用。由于人造衛星是與地球旋轉同步的，因此將確保太空電梯軌道重心保持在軌道的三分之一處，即距離地球3.6萬千米處，從而確保軌道運行在發射臺正上方。與此同時，纜繩的另一端可能連接到一個在太空中繞地球軌道運行的物體（如某顆小行星）上，使得離心力和重力剛好抵消，起到平衡的作用。

當電梯運行時，地球同步衛星將提供足夠的壓力，當首節電梯運行至目標地后則作為平衡裝置；其后，電梯可利用地面基站發射的激光轉化為電力，沿軌道來回運行。

材料至關重要

纜繩要經受離心力和重力這兩股力的牽制，其最大的難關是要找到合適的材料，其必須異常堅硬、異常輕巧，具有抗腐蝕性。經過專家論證，認為較理想的材料是碳納米管。碳納米管是一些極其微小、纖細的真空管，它們像鉆石一樣堅硬，卻又柔韌得足以形成纖維。從理論上講，大約1米寬的像紙一樣薄的納米管就可以支持太空電梯的重量。

目前，盡管還沒有科學家能夠成功地制造出這種纖維，但美國肯塔基大學的碳納米技術專家已經取得了不小的進展，專家們對此抱以樂觀的態度。有專家甚至樂觀地估計，第一架太空電梯將在10年后建成。

由于太空電梯的制造和發射成本將比火箭低得多，可以預料，一旦價廉物美的太空電梯問世，將會使火箭面臨被淘汰的威脅。

（選摘自《中學科技》2003年第10期）

閱讀提示

這是一篇科普小論文，命題是科幻作家阿瑟·克拉克在他的小說《天堂之泉》中提出的一個大膽構想。根據這個幻想，科學家作出推斷，并進行了初步研究，得出結論：“乘太空電梯，上九天攬月”絕非科學幻想。然后介紹了科學家們構想的“藍圖已具雛形”，較為理想的材料發展迅速。全文用三個小標題分三個小論點進行論證，論述簡明扼要，言簡意明。我們也曾讀過毛澤東主席的“可上九天攬月，可下五洋捉鱉，談笑凱歌還”的詞句，我們相信，在科學家們的共同努力下，“太空電梯”的實現一定為期不遠。

探究練習

1.本文第一個小標題“絕非科學幻想”（指“太空電梯”）的論斷依據，表述正確的一項是（ ）

A.阿瑟·克拉克《天堂之泉》中的大膽構想，雖然是科學的幻想，但又是實事求是的。

B.嘲笑阿瑟·克拉克的想象力太豐富，認為他是癡人說夢，并沒有拿出證據反駁。

C.近年來，經過70多位科學家的研究，材料科學方面取得了長足的進步。

D.更為可靠的依據是碳納米管的迅速發展，為建造太空電梯奠定了基礎。

2.本文第二個小標題“藍圖已具雛形”中，第1段文章的層次關系用圖形表示，正確的一項是（ ）

3.“離心力”“重力”兩個科學概念在文中的內涵各指的是什么？“重力”與“地心引力”概念的內涵相同嗎？

答：離心力：

重力：

4.第三個小標題關于“材料至關重要”的原因分析，表述正確的一項是（ ）

A.材料必須異常堅硬、異常輕巧，具有抗腐蝕性。

B.碳納米管像鉆石一樣堅硬，卻又柔韌得足以形成纖維。

C.因為纜繩要經受離心力和重力這兩股力的牽制。

D.大約1米寬的像紙一樣薄的納米管就可以支持太空電梯的重量。