爬梯子摘星星 太空电梯计划

 

“危楼高百尺，手可摘星辰。 不敢高声语，恐惊天上人。” 这是李白的诗句《夜宿山寺》，是不是有点像极富想像力的科幻文学？其实，一个连接地球和太空的天梯计划早已不是玄幻话题。

　　1978年，阿瑟·克拉克创作出了包揽星云、雨果两大科幻文学奖项的作品，而其中最闪亮的主角就是太空梯。“如果空间的物体能够保持与地面的相对静止，那么为什么不能从这个物体上方下一条缆索，用它把宇宙连结起来。”(阿瑟·克拉克)

　　1 搭个天梯去到天空城堡

　　最早提出太空天梯设想的人是俄罗斯著名学者齐奥尔科夫斯基。他提议在地球静止轨道上建设一个太空城堡，和地面用一根缆绳连接起来，成为向太空运输人和物的新捷径。1970年，美国科学家罗姆·皮尔森进一步完善了太空天梯的设想。

所谓地球静止轨道，是因为当在该轨道上的航天器以每秒7.27×10-5弧度的角速度绕地球运行时，正好与地球自转的角速度相同，故从地面上看去，好像固定在太空中不动一样，因此才被称为地球静止轨道。正缘于地球静止轨道的这种特殊功能，齐奥尔科夫斯基才提出在它上面设置一个太空城堡，垂放一根缆绳锚在地球赤道上，就可成为通向太空的天梯。这架梯子可以笔直地通向静止轨道，在无外力影响时它不会弯曲，能成为通往太空的运输线。截止到目前，包括中国在内的一些国家，已向静止轨道发射了多颗卫星，成功掌握了高轨道航天器入轨技术，这都为将来建造太空天梯奠定了一定的技术基础。

　　2 太空电梯计划所费不算太大

　　1978年，著名科幻作家阿瑟·克拉克出版了科幻巨著《天堂之泉》。他设想从位于地球静止轨道上的一颗卫星上向下伸展出一个梯子，直达地球赤道表面，人们即可像乘坐电梯一样到太空中去游览观光并运送货物。当时有人问克拉克需要多长时间才能实现这一梦想，他回答道：“在受大家嘲笑的50年后。”21年后的1999年，美国宇航局马歇尔中心的先进办公室即发表了《天梯：太空的先进基础设施》一文，标志着天梯将从幻想走向现实。

　　2004年6月30日，在华盛顿召开的第三届国际天梯会议上，专家们对天梯这一宏伟构想进行了探讨。时隔仅仅9个月，2005年3月23日，美国宇航局正式宣布太空天梯已成为世纪挑战的首选项目。以研究天梯而著称的西弗吉尼亚州费尔蒙特科学研究所的布拉德·爱德华兹博士在论文中写道：“天梯可以使人类历史实现跳跃性的发展。”他认为自己构想中的初版天梯可能在2019年问世，其成本大约为70亿~100亿美元，与人类其他大型太空工程相比，这项费用并不算太大。

　　太空天梯一旦建成，就可昼夜不停地开展运输工作，把旅游者和货物送入太空，并大大降低运送费用。目前火箭发射或航天飞机运送每公斤有效载荷约需2万美元，而太空天梯运送每公斤物品仅需10美元，从而能够推动空间技术实现跨越式发展。

　　3 美国第一次提出在月球上建天梯

　　美国某集团有史以来第一次提出在地球的天然卫星月球上建立“太空电梯”，他们称这一设想可能在八年内实现。

　　“大约在六个月前，我们的研发工作取得了根本性突破，我们认为这一突破将改变人类文明”，前美国国家航空航天局工程师、现任美国电梯港集团总裁迈克尔·莱恩表示，这个突破性的进展可以让他们借助现有技术，让搭载人造卫星的火箭进行月球单程之旅，以及成功建造能够在月球使用的太空电梯，而这一想法可能在八年内实现。

　　据报道称，该公司开发的“太空电梯”系统，计划首先利用缆绳测试该系统，然后才推出月球系统。该公司研究人员最终希望使用一个“太空电梯”把月球和空间站连接起来。为了实施这个庞大的计划，他们最近在网上发起了一项集资活动，希望为月球“太空电梯”筹得第一笔资金。资金主要用于创建一座与地面相连的悬浮球载平台，这样机器人可以借助它向空中上升1.2英里(约合2000米)。

　　2001年到2003年期间，莱恩先是与美国国家航空航天局先进理念研究所的团队合作，共同开发“太空电梯”。2003年，他加入电梯港集团，通过实验实现了让机器人在悬浮球载平台的帮助下向空中上升了1英里(约合1600米)的试验。

　　由于经济危机的影响，该公司在2007年到2012年期间曾被迫关闭，很多人已经离开并参与到其他项目的研发当中。莱恩说，他们正在培训一个新的合作团队。据了解，该公司进行一年的可行性研究至少需要300万美元。

　　该公司希望，如果这项技术成功的话，也可以应用在地球上的其他领域。比如，它们还可以在地球上充当廉价的通讯塔，以帮助提供无线网络、监控农作物生长、预防森林火灾，若在上面安装摄像机，人们还可以借助它来观测一些自然灾害的后续情况。

　　除了美国的电梯港集团，还有许多科学家和机构致力于研发“太空电梯”，日本和俄罗斯的科学家也曾就如何设计“太空电梯”提出了初步方案。

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　　“太空电梯”原理

　　基座：根据科学家的介绍，“太空电梯”的基座基本上应该在赤道上，因为这里与地球同步轨道的距离最短。此外，基座还有“固定式”和“漂浮式”两种。其中“固定式”的容易建造与之配套的各种硬件设施，比如地面上的基站，指挥部等等。而“漂浮式”也有着自己的优点，也有躲避不良气候以及减少重力的作用，因此也有不少支持者。

　　缆绳：目前的设计都倾向于使用一条扁长的带子作为缆绳。据计算，由于地球重力的作用，地球同步轨道处的缆绳会最粗，然后向两边变细来节省重量。关于缆绳的材质，目前人类已知的材料中，最有希望的是碳纳米管。

　　电梯：“太空电梯”毕竟不是传统电梯，最简单让电梯爬上去的方法就是在电梯上装上马达，从而取得向上的动力，电源可以从缆带上取得。但是目前比较科幻的想法是在“太空电梯”上装上反光板，然后利用激光将电梯舱“射”上去。

　　未来“太空电梯”

　　人数 可供30人乘坐

　　速度 以200公里时速上下

　　时间 7天半抵达高度达3万6000公里的太空站　

 

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