让真空飞艇飞上天

浅草

1670年，意大利数学家弗朗西斯科·拉纳出版了一本小册子。在小册子里，他描述了他的各种发明，其中包括一艘可在空中航行的“船”。草图中，这是一艘典型的木制帆船，只不过它悬挂在4个巨大的铜球下面;每个铜球内部都已经抽成真空，所以比空气轻，可以提供升力。

这个设想自然是没有成功。因为要想让铜球浮起来，外壳要敲得极薄极薄才行，当时的技术根本做不到;再说，即使造出来，一抽真空，铜球也会很快被外部空气压力压扁。

但是现在，人们对这一设想重新产生了兴趣。这一次，我们可能终于有了制造真空飞艇并使它升空的办法了。

氦气艇的缺陷

当然，要说飞艇，那早就有了，现在也还在有些地方使用。最早的飞艇是充氢气的，氢气艇的鼎盛时期是1920年代，当时著名的齐柏林飞艇，吊篮里设有一个餐厅和多个带床的居住舱，载着乘客穿越大西洋，好不风光。

这一黄金岁月在1937年的一场灾难中戛然而止，那年兴登堡号飞艇在美国新泽西州失火坠毁，36名乘客死亡。但尽管如此，人类的这一乘坐如此优雅的交通工具旅行的梦想，即使在喷气式飞机发明之后，也从未放弃。

飞艇比起喷气式飞机来有几个优点。首先更环保，因为飞艇需要更少的燃料;其次，它们不需要跑道，几乎可以在任何地方垂直起降。

所以，后来又有了充氦气的飞艇。氦气是一种惰性气体，常温下密度仅次于氢气，而且不会燃烧，安全可靠。

但问题是，地球上的氦气供应正日益减少，价格昂贵，无法让氦气艇投入大规模使用。而且，氦气艇维护起来也非常麻烦，因为飞艇上载物或卸下货物之后，必须通过重新压缩一些氦气来控制浮力。这就需要像阀门和加压储物舱这样的装置，而部件越多，可能出问题的地方也就越多。

新版的真空飛艇

真空飞艇就不存在这样的问题。卸货之后，只要打开阀门，让空气进来，额外的升力就会被平衡掉。如果想飞，就再抽空气，可以瞬间就产生升力。所以，只要我们能造出真空飞艇，相比氦气艇，那是非常实用和廉价的。

不过，制造真空飞艇又谈何容易呢！由于真空飞艇没有气体填充，外壳就要承受巨大的空气压力，这就需要把外壳做得极其牢固、坚实;但如果这样，恐怕外壳本身就已经相当沉重，即便内部抽成真空，也无法将其抬升起来了。一些人寄希望于那些轻而超强的碳基材料，如石墨烯和碳纳米管，但这些材料目前还处于实验室阶段，无法大规模生产。

美国麻省理工学院的本·杰内特相信，他已经找到了另一个解决方案。

他设计了一种轻量级的“晶格材料”。这种材料将微小的杆状支柱组装成具有巨大硬度和强度的框架。这与起重机和埃菲尔铁塔中常见的三角形桁架结构背后的原理相同。杰内特的支柱连接起来形成八面体的单元，8个三角形面可以根据需要继续往外扩展。它们非常轻，同时强度又非常大。一块1000立方厘米的这种格子材料，重不到6克，大约仅相当于一个小草莓的重量。

计算表明，即使用目前可用的材料制造这样的“晶格”，飞艇外壳厚度只需要球体（假设飞艇是球形的）半径的十分之一，就能承受大气压力而不会被压扁。当然，装配这样一个飞艇外壳，需要数以万计这样的“晶格”，工程量浩大;但没关系，我们可以把任务交付给小型机器人来完成。外壳框架搭好后，还需要覆盖一层薄薄的、不透水的皮膜，这会增加一点重量，但对升空影响不大。

飞艇时代即将回归

如果你仅让飞艇升到一定的高度后再抽成真空，挑战的难度还可以降低。因为到高空后再抽成真空，外界气压较低，对建造飞艇外壳材料的强度的要求也可以降低。

你或许会问，没抽真空之前，飞艇如何升上去呢？一种办法是先充用太阳光加热的热空气，升到指定高度后，再开始抽真空，让飞艇继续上升。当到达2万米的高度，飞艇内只需接近真空（不需要真空度很高），产生的升力就足可保证它平稳飞行。

目前，杰内特的设想得到了美国宇航局的支持。因为后者也在考虑，为了未来人类在太空居住，制造可快速组装的抗压外壳。

飞艇的货运前景十分被看好。许多人相信，尽管真空飞艇目前依然还是空中楼阁，但飞艇时代的回归只是个时间问题。

那么载人的客运呢？与喷气式飞机相比，飞艇的飞行速度太慢了，在长途旅行中恐怕很难找到市场——除非是满足一些人的好奇心和追求浪漫的心理。不过，对于短途旅行，飞艇似乎也有竞争力。因为人们去几百千米以内的地方，一般会选择乘火车或汽车，而飞艇的速度与两者相当，且不用绕弯路。此外，飞艇很适合取代渡轮，在岛屿之间运行。

老实说，谁不想乘坐飞艇，俯瞰底下的美景，来一次这样的浪漫之旅呢？