太(tai)空電梯給(gei)航天活動帶來的(de)收益是(shi)充滿了(le)誘惑(huo)的(de)，人類將(jiang)(jiang)來從地(di)球靜止軌道起飛進入深空，或將(jiang)(jiang)帶來未(wei)來航天模式的(de)改變。

　　日(ri)前有媒(mei)體報道(dao)，日(ri)本(ben)靜岡(gang)大學工學部的科研團隊(dui)與日(ri)本(ben)建(jian)設(she)公司大林(lin)組合作開發(fa)了迷你(ni)版太空電梯，將視天氣(qi)情況(kuang)在本(ben)月(yue)進行實驗。

　　負責研發的(de)日本靜(jing)岡大學教授能見公博表示，實驗在國際空間站進行(xing)，研究人(ren)員(yuan)將用(yong)一段10米長的(de)鋼制纜繩，連接2顆(ke)邊長為10厘米的(de)小型立方(fang)體衛星(xing)，以(yi)此測(ce)試太空電梯模型的(de)可行(xing)性。

　　作(zuo)為一種低成本進入(ru)太(tai)空(kong)的方式，美國(guo)、日本、俄羅斯等各國(guo)的科學(xue)家都(dou)對太(tai)空(kong)電梯充(chong)滿(man)了興趣，日本是最積極的國(guo)家之一，10年前就組建了“日本太(tai)空(kong)電梯協會”。

　　太空電梯概念早已有之

　　太空電梯(ti)的(de)概念(nian)最初出現在1895年(nian)，由“航天(tian)之(zhi)父”俄(e)國科學(xue)家康斯(si)坦丁·齊奧爾科夫斯(si)基提(ti)出。它的(de)底(di)端位于地面或平流層之(zhi)上，頂部直達外太空，所以(yi)又(you)名“天(tian)梯(ti)”。

　　由于它(ta)與地(di)球(qiu)(qiu)保持相(xiang)對(dui)靜止，從(cong)而可以用電梯(ti)把物品和人運送(song)到(dao)太(tai)空(kong)。與這個概念緊密聯系的是地(di)球(qiu)(qiu)靜止軌道，也即在地(di)球(qiu)(qiu)赤(chi)道上空(kong)大(da)約(yue)35786千米(mi)的高度上，衛星受到(dao)的地(di)球(qiu)(qiu)引力(li)和它(ta)繞(rao)地(di)球(qiu)(qiu)自轉所需要的向心(xin)力(li)恰好(hao)相(xiang)等，從(cong)而使這個軌道上的衛星，在我(wo)們地(di)面看來是保持靜止不動的。

　　為了能(neng)夠把(ba)太(tai)空電梯拉住，需(xu)要在地球靜止軌(gui)道(dao)之上放置一個比較(jiao)重的(de)(de)(de)平衡錘，從而使整體重心保(bao)持在靜止軌(gui)道(dao)。就像我(wo)們日常(chang)乘坐的(de)(de)(de)電梯一樣，太(tai)空電梯也(ye)需(xu)要又長(chang)又結(jie)實的(de)(de)(de)纜繩(sheng)，纜繩(sheng)所(suo)需(xu)要的(de)(de)(de)強度是鋼材(cai)的(de)(de)(de)上百倍。由于長(chang)達36000千米的(de)(de)(de)普通纜繩(sheng)無法承受自身重量(liang)，所(suo)以只(zhi)能(neng)考慮用納(na)米材(cai)料(liao)來(lai)制作，目前最(zui)看(kan)好的(de)(de)(de)是碳納(na)米管。

　　太(tai)(tai)空電梯最下方(fang)的(de)平(ping)臺，由(you)于氣候(hou)影響(xiang)，可能不方(fang)便設置在(zai)地面上(shang)，而考(kao)慮在(zai)平(ping)流層之上(shang)設計基地。由(you)于近地面平(ping)臺只能設置在(zai)赤(chi)(chi)道附近，屆(jie)時那些如今(jin)人跡(ji)罕至的(de)赤(chi)(chi)道區域將成為航(hang)天大國爭搶的(de)“熱地”。當然除了地面氣候(hou)影響(xiang)，太(tai)(tai)空電梯還必(bi)須(xu)考(kao)慮來自太(tai)(tai)空隕石、太(tai)(tai)陽風暴等情形的(de)威(wei)脅，保證自身和(he)貨艙、乘客的(de)安(an)全。

　　技術障礙制約太空電梯商業化

　　不(bu)過，航(hang)天技術的進展(zhan)在(zai)近幾十年來一直不(bu)盡(jin)如人意，自從1969年實現載(zai)人登月以(yi)來，載(zai)人航(hang)天活(huo)動一直在(zai)近地(di)空(kong)間徘(pai)徊，國際空(kong)間站(zhan)的高度不(bu)過360公里(li)。

　　制(zhi)約(yue)航(hang)天活動(dong)的(de)(de)困(kun)難之一是化學(xue)燃料(liao)的(de)(de)低效率和昂(ang)貴(gui)的(de)(de)發射(she)活動(dong)成本(ben)，比如，馬斯克的(de)(de)SpaceX公(gong)司(si)進行(xing)的(de)(de)火箭回收實驗，就是為(wei)了降低發射(she)成本(ben)。這些成本(ben)大多(duo)是由于我們為(wei)了沖破(po)地球(qiu)大氣層和近(jin)地引力所付(fu)出的(de)(de)。

　　如果太(tai)空電(dian)梯能夠實現，改用電(dian)力提(ti)升(sheng)貨艙，直接(jie)上(shang)升(sheng)至36000千米地(di)球靜止軌道之(zhi)上(shang)，也就(jiu)是如今(jin)國際空間站高(gao)度的100倍(bei)，地(di)球半(ban)徑的6倍(bei)，航(hang)天活動的效(xiao)率和成本將會大大降低。別忘了(le)，這時(shi)所需(xu)的電(dian)力可以從太(tai)空里直接(jie)獲得太(tai)陽能發(fa)電(dian)。在這個高(gao)度上(shang)，太(tai)陽能電(dian)池板幾(ji)乎可以24小時(shi)工作。

　　當(dang)然，正(zheng)如(ru)日(ri)本大(da)林組(zu)公司團(tuan)隊的(de)(de)(de)(de)估計，要到2050年才可(ke)能實現(xian)太空(kong)電梯的(de)(de)(de)(de)商業運作，太空(kong)電梯面臨的(de)(de)(de)(de)困難也是可(ke)想(xiang)而知(zhi)的(de)(de)(de)(de)。建造(zao)一部現(xian)實的(de)(de)(de)(de)空(kong)間電梯成本約100億美(mei)元，對于充滿希(xi)望(wang)的(de)(de)(de)(de)航天工程來說，成本并不高，但它(ta)涉及的(de)(de)(de)(de)幾乎每一項(xiang)技術都還是未知(zhi)數。

　　比如(ru)，作(zuo)為電(dian)梯(ti)最主要結構的(de)纜繩——雖然(ran)在(zai)目前(qian)的(de)設想中(zhong)，碳納(na)(na)米管的(de)強度能夠承擔這個工作(zuo)，但(dan)如(ru)何生產(chan)(chan)長(chang)達(da)36000千米的(de)碳納(na)(na)米管纜繩還完全沒有頭緒(xu)，目前(qian)碳納(na)(na)米管生產(chan)(chan)技術仍然(ran)停留在(zai)米量級。

　　根(gen)據目前的設想，太空電(dian)梯從近地面出發(fa)，要用8天(tian)抵達地球(qiu)同(tong)步(bu)軌道(dao)。這就(jiu)意味著在航(hang)程中風險系數不小(xiao)。比如，對航(hang)天(tian)活動最大的威脅之一是太陽風暴，其爆發(fa)活動噴射(she)的高能(neng)帶(dai)電(dian)粒子(zi)流，會(hui)(hui)強烈干擾地球(qiu)電(dian)磁環(huan)境，高能(neng)輻射(she)還會(hui)(hui)影響航(hang)天(tian)員的健康。

　　盡管面臨(lin)著(zhu)未知的(de)研發成本、技術突破時限、安全風(feng)險(xian)等諸(zhu)多問(wen)題，但(dan)太(tai)空(kong)電梯給航(hang)天(tian)活動帶來的(de)收益是充滿(man)了誘(you)惑的(de)，人類將來從地(di)球靜止(zhi)軌道起(qi)飛進入深空(kong)，或(huo)將帶來未來航(hang)天(tian)模式的(de)改變。

　　未(wei)知太空(kong)的(de)(de)(de)(de)(de)奧秘(mi)一直在召喚著勇敢的(de)(de)(de)(de)(de)人類，日本的(de)(de)(de)(de)(de)這項迷你太空(kong)電梯實驗至少讓我們知道，地球上一些最聰明、最富有想(xiang)象力的(de)(de)(de)(de)(de)人在努力挑(tiao)戰極限，探索未(wei)來(lai)之路。30年后，也(ye)許這將成(cheng)為人類社會的(de)(de)(de)(de)(de)熱點(dian)。