去太空搭乘电梯

太空電梯，100多年前就被提出

在《圣经·创世纪》 中有这样一则故事— 地面与天空用“天梯”连 接，人可以通过“天梯” 往返于天地之间。雅各 布在梦中沿着登天的梯 子取得了“圣火”。后人 便把这梦想中的梯子， 称为“雅各布天梯”。

太空电梯的概念最 早在1895年提出。当 时，俄罗斯火箭专家齐奥尔科夫斯 基从巴黎的埃菲尔铁塔得到灵感， 大胆提议从地球的表面到其静止的 轨道高度建一个“独立的塔楼”，并 通过一条缆绳和一个电梯舱，将“塔 楼”与地面连接起来，这样太空飞船 可以不通过火箭发射就进人轨道。 不过这在当时看起来简直是天方夜 谭，甚至有人嘲讽他“不如改行去写 科幻小说”。

不过太空电梯的概念自从被提 出后，确实也成了科幻小说中常见 的创作元素。1978年，被誉为现代 科幻三巨头之一的阿瑟·克拉克，就 曾将这一设想写进他的科幻巨著 《天堂之泉》。这部小说描绘了在一 座热带岛屿上，人们可以通过搭乘 落在赤道上的一座天梯前往太空观 光或运送货物。

2015年世界科幻小说最高奖 “雨果奖”的获得者刘慈欣，在其科 幻著作《三体》中，也多次提及太空 电梯。其中有这样一段描述：

“所有的太空电梯都只铺设了 一条初级导轨，与设计中的四条导 轨相比，运载能力小许多，但与化学 火箭时代已不可同日而语。如果不 考虑天梯的建造费用，现在进入太 空的成本已经大大低于民航飞机

不光在文学界，在现实社会中， 太空电梯也激发了科研人员的兴 趣。

“我喜欢这个异想天开的创 意，”伦敦大学学院高度、空间和极 端环境医学中心创始人凯文·方在 接受BBC电视台的新闻采访时说， “我能理解人们为什么被太空电梯 的概念吸引，如果我们能以廉价和 安全的方式进人太空，整个太阳系 就会成为我们的囊中之物。”

找到制造材料是最大挑战之一

根据科学家的设想，太空电梯 的主体由5部分构成：地面基座、缆 绳、电梯舱、太空站和重量平衡器。

其运作模式大致如 下：从距离地面3.6万 千米的地球同步卫星上 “抛”下一根缆绳，下垂 至地面基站，在引力和 向心加速度的相互作用 下，缆绳被绷紧;电梯舱 则沿着缆绳往来运输人 和物;此外，为保持平 衡，在太空站远离地球 的另一侧，也要架设数 万公里的缆绳索道，并 在缆绳末端连接一个重 量平衡器。整条缆绳全长约为10万 千米，大致相当于地球到月球距离 的1/4。

那么在现实中要建造太空电 梯，挑战在哪里呢？

从哥特式大教堂到摩天楼再到 太空电梯，在建造任何高层建筑时， 坚固度和平衡重心是两大关键。不 过直到现在，可用于制造太空电梯 所需绳索的材料仍屈指可数。

一根普通的钢丝从9千米的高 空中垂下来就会被自重所拉断。好 在碳纳米管的发现，让人们重新燃 起了希望。2014年9月，美国科学 家、宾夕法尼亚州立大学的化学教 授约翰·巴丁在《自然材料》上发表 文章，称他们研发出了超细、超坚固 的纳米线，比之前发现的碳纳米管 更坚固和牢靠。“我们的纳米线就像 是一个由尺寸最小的钻石串成的微 型项链，其中一个最疯狂的想法就 是用于制造超级坚固的轻型绳索， 让打造太空电梯的梦想成为现实。” 巴丁说。

目前，太空电梯不再被当作一 个“超前命题”，这个项目逐渐被美 国航空航天局、欧洲航天局等研究 机构所接受。随着新材料科学的发 展，太空电梯开始从幻想走进现实， 不再是那么遥不可及。