太空電梯能否成真？-世界今熱點

(資料圖)

這個春節假期，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，太空電梯的科學構想由來已久，早在1895年，受埃菲爾鐵塔啟發的航天科學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，太空電梯的設想又不斷被科學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，搭載乘客和物資，沿著數萬公里長的纜繩飛向空間站。就像地球長了一根長辮子，地球自轉時，纜繩一頭連著地球基地，一頭拴著空間站同步運行。

現在，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?？梢哉f，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使用的天地高速通道，一旦建成，就可以晝夜不停地運轉，運輸費用也將呈斷崖式降低。有科學家估測，運送同等質量物資，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設施，能成為人類奔赴深空的真正太空港，將非常具有商業競爭力。從本質上來說，這將改變太空經濟的游戲規則。未來，如果空間技術實現跨越式進步，足以制造出太空電梯，太空經濟將隨之實現爆炸式增長。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，如果采用鋼鐵材質的繩索，不到9公里就會拉斷。有科學家寄希望于碳納米管，這種超強纖維的單位質量拉伸強度是鋼鐵的276倍，理論上可以擔當重任。目前世界上最長的單根碳納米管超過半米，由清華大學魏飛教授團隊制備，于2013年發表論文。但實驗室制備出的半米量級碳納米管距離數萬公里長的太空電梯纜繩，顯然還有相當長的科研攻關之路要走。

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？

重重難關之下，尤其是纜繩材料還遠不能實現工業化制備，讓一些科學家把太空電梯的預言實現日期一竿子支到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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