太空電梯能否成真？-世界今熱點

(資料圖)

這個春節(jié)假期，科幻電影《流浪地球2》熱映。電影中連通天地的太空電梯長達9萬公里，堪稱視覺奇觀，可以稱之為“人類歷史上最高的建筑物”。不少觀眾好奇：太空電梯能修建成功嗎？普通人可以登上這樣的天梯極目宇宙嗎？

事實上，太空電梯的科學(xué)構(gòu)想由來已久，早在1895年，受埃菲爾鐵塔啟發(fā)的航天科學(xué)家齊奧爾科夫斯基就首次提出了太空電梯的概念。之后的100多年里，太空電梯的設(shè)想又不斷被科學(xué)家和科幻小說家們豐富和完善。

大體來說，太空電梯包含基座、纜繩、電梯廂、空間站四大部分。要想讓電梯穩(wěn)定運行，空間站與基座這兩個端點需保持相對靜止，這不僅要將基座建在地球赤道上，同時整個太空電梯的質(zhì)心要達到距地面約3.6萬公里的地球同步軌道高度，太空電梯總長可能達到9萬至10萬公里。電梯廂從基座始發(fā)，搭載乘客和物資，沿著數(shù)萬公里長的纜繩飛向空間站。就像地球長了一根長辮子，地球自轉(zhuǎn)時，纜繩一頭連著地球基地，一頭拴著空間站同步運行。

現(xiàn)在，人類進入太空，運輸工具是次拋型的火箭，用一次就報廢，費用極為昂貴。將1公斤物資運到軌道高度400公里左右的國際空間站，耗費高達2.2萬美元。可以說，天地運輸費用是人類奔向星辰大海的一大瓶頸。太空電梯是可以往復(fù)使用的天地高速通道，一旦建成，就可以晝夜不停地運轉(zhuǎn)，運輸費用也將呈斷崖式降低。有科學(xué)家估測，運送同等質(zhì)量物資，采用太空電梯的運費將不足火箭運費的百分之一。

太空電梯作為永久性的物流基礎(chǔ)設(shè)施，能成為人類奔赴深空的真正太空港，將非常具有商業(yè)競爭力。從本質(zhì)上來說，這將改變太空經(jīng)濟的游戲規(guī)則。未來，如果空間技術(shù)實現(xiàn)跨越式進步，足以制造出太空電梯，太空經(jīng)濟將隨之實現(xiàn)爆炸式增長。屆時，太空旅行將惠及普羅大眾，讓人們能“巡天遙看一千河”。人類還可以在月球、火星等其他星球上建造太空電梯，實現(xiàn)不同太空港之間頻繁的人員和物資交流。

不過，太空電梯修建的最大難題是目前還造不出那幾條長長的纜繩。有人曾測算，如果采用鋼鐵材質(zhì)的繩索，不到9公里就會拉斷。有科學(xué)家寄希望于碳納米管，這種超強纖維的單位質(zhì)量拉伸強度是鋼鐵的276倍，理論上可以擔(dān)當重任。目前世界上最長的單根碳納米管超過半米，由清華大學(xué)魏飛教授團隊制備，于2013年發(fā)表論文。但實驗室制備出的半米量級碳納米管距離數(shù)萬公里長的太空電梯纜繩，顯然還有相當長的科研攻關(guān)之路要走。

除了纜繩材料讓人犯愁，太空電梯的建造還有很多其他難點：電梯廂選擇何種驅(qū)動模式？纜繩如何承受低空中的氣流擾動和太空中的高能宇宙射線轟擊，并有效抗擺動？遭遇太空垃圾碎片和隕石沖擊時怎么閃避？

重重難關(guān)之下，尤其是纜繩材料還遠不能實現(xiàn)工業(yè)化制備，讓一些科學(xué)家把太空電梯的預(yù)言實現(xiàn)日期一竿子支到20多年后的本世紀中葉。不過，由于月球引力僅為地球的六分之一，在月球建設(shè)太空電梯的難度將遠遠小于地球，或許未來的太空電梯會先在月球基地上完工。

齊奧爾科夫斯基曾有一句名言：“地球是人類的搖籃，但人類不可能永遠被束縛在搖籃里。”期待太空電梯這個百年夢想早日成真，讓走出搖籃的人類從這里啟程，順利奔向星辰大海。

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