太空電梯，連接天地的“高速公路”

微客

很久以前，人類就在琢磨怎么大批量地去太空。這時肯定有人會說：“造個大飛船運送唄！”可是，科學家估算了一下，要是使用傳統的火箭發射，1噸重的飛船就要消耗20～50噸燃料，想想咱們地球上龐大的人口數量，那得消耗多少燃料啊？

當然，飛船并不是我們唯一的選擇。現在有一種方案聽起來很瘋狂，但沒準實際效果比它們好多了——嘗試順著繩子爬上太空！

嚴肅點兒！怎么能魯莽地去爬繩子呢？但實際上科幻作家最喜歡這種方法。1979年，著名科幻大師克拉克在其小說《天堂噴泉》中提出“太空電梯”的概念，引起了人們的廣泛關注。

而現在，美國太空電梯集團宣稱他們計劃在月球上修建太空電梯。未來，我們真的可以坐“太空電梯”去月球嗎？一起來看看科學家是怎么說的。

地球和太空間的通天大道

早在1895年，俄羅斯科學家、航天學之父齊奧爾科夫斯基就提出了“太空電梯”的概念。

將一根粗大的纜繩一端固定在位于地球赤道的平臺上，另一端緊緊抓住距地面約3.6萬千米、與地球同步運行的航天器上，就可使一個形似電梯的吊箱載著貨物沿纜繩滑向太空……這就是研究人員正在嘗試設計的“太空電梯”。它看起來似乎是科學幻想，然而在科技高速發展的今天，該夢想很有可能變成現實。

假如太空電梯建成，便可像高速公路一樣24小時運轉，將航天器、宇航員、旅游者和有關貨物一并送往太空，大大降低運載火箭的運輸成本。

連接天與地的纜繩

想知道太空電梯運用了什么原理嗎？其實它的原理很簡單。從與地球同步軌道的空間站或衛星上向地球垂下一根粗壯的纜繩，纜繩受到地球引力和向心加速度的相互作用，就會被繃緊。這時，太空電梯便可以利用太陽能或激光能沿纜繩上下運動，運載人或者貨物了。

那么，纜繩垂向地球的地點可以任意選擇嗎？答案當然是否定的。

首先，這根纜繩一定要避開飛機的航線和衛星的飛行軌道，這樣就要求我們在大洋中必須挑選一個對接平臺，這個平臺一定要位于一個暴風雨、閃電和巨浪較少的海域。其次，太空電梯還需要做成加壓的密封艙，能夠裝載人和物。

可是這么長的纜繩，要用什么材質做呢？

因為纜繩是建造電梯的關鍵，必須非常輕并且極其牢固，能夠經受住大氣層內外向它襲來的任何物體。科學家通過計算，發現制作纜繩的材料強度必須達到鋼鐵強度的約180倍才行。隨著納米技術的發展，他們研發出了質量輕、強度高的碳納米管纖維材料，這種材料的強度達到了所需強度的四分之一，這讓他們看到了希望的曙光。

然而，現在的碳納米管纖維材料還只能做出毫米級的實物，到目前為止，科學家仍然無法用碳納米管纖維材料編織出長長的纜繩。

吸引科學家的月球引力

由于目前在地球上建造太空電梯有一定的困難，科學家便提出了去月球建造太空電梯的實際方案——從位于月球上空約5萬千米處建造垂向月球表面的太空電梯。

因為月球的引力只有地球的六分之一，并且月球上基本沒有空氣，所以可以大大降低對纜繩強度的要求。更重要的是，月球周圍也不存在廢棄的火箭推進器、衛星以及其他太空垃圾所帶來的危險，因此月球更容易實現打造太空電梯的夢想。

不過，月球太空電梯較小，每次只能運輸200～250千克貨物。如果用它來采集和運輸月球礦石標本，那還是綽綽有余的。

也許未來某一天，月球太空電梯還能與地球太空電梯連成一體呢，人們只需要經過幾次換乘，便可以乘坐太空電梯抵達月球了！