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替换火箭

这种垂直升降装置最终将取代不安全的火箭，从而开创人类征服太空的新时代。届时，人类可以利用“电梯”发射卫星和太空探测器，运输空间站设备，或者乘坐“电梯”直冲云霄，遨游天空...

简单原则

早在1960年，苏联工程师尤里·阿丘塔诺夫在他的学术文章中就提出了建造“电梯”的设想。后来，美国的工程技术人员和科幻作家对这个想法产生了兴趣。比如著名科幻作家克拉克在他的《天堂之泉》一书中，就把“电梯”变成了现实。从表面上看，一切似乎很简单。“电梯”的主要部件是一根电缆，一端固定在地球表面，另一端伸入太空。它的长度绝对超乎你的想象——65438+万公里，大约是地球到月球距离的1/4。电缆在两种方向相反的强大力量——重力和地球离心力的作用下被绷得紧紧的，就像一根弦。而且绝对垂直于地面，直指地心。它的原理就像一个小孩在绳子的一端系上一个铁结，在原地摇摆。我们知道，物体离地球越近，引力越明显；反之，离地面越远，离心力越强。当电缆的重心位于距离地表36000公里的高度时，它所承受的重力和离心力就会达到平衡，电缆就会立在空中而不会掉下来。这个高度也是地球同步轨道的高度。

这是电梯的基本原理。原理很简单，但是有个问题:电缆用什么材料？钢索不行，因为太重了。仅仅是在空中悬挂一根50公里长的钢缆，其自身重量就足以将其折断。如果改用更轻更强的合成纤维，它能承受的长度可以达到几百公里，可以到达近地轨道。但是，对于太空电梯来说，几百甚至几千公里是不够的。设计师想尽办法都无济于事。“电梯”计划也搁浅了。

新材料

20世纪90年代初，新材料领域的研究取得了意想不到的突破。1991年，日本科学家饭岛诚男发现了一种新材料——碳纳米管。这是一种直径只有百万分之一毫米的细管状碳化物。这种材料强度极高，用它织成的直径一毫米的细丝可以承受20吨的重量！

新材料的发现为“电梯”的建造扫清了道路，这个科研项目终于从科幻走进了实验室。美国已经研究这个很多年了。第一阶段，科学家面临的任务是对方案进行理论论证，确定设计方案、工程造价和工期。美国宇航局为此专门拨款给Highlift系统。目前，第一阶段的工作已经顺利完成。

公司创始人之一、著名物理学家布拉德利·爱德华博士坚信这个项目会成功。他说:“只要资金充足，我们可以在两年内实施这个项目。我们不应拖延:谁先抓住机遇，谁就能在新世纪控制太空。”

省钱

太空电梯的吸引力在哪里？首先，它可以节省很多钱。将65，438+0000公斤的有效载荷送入近地轨道需要65，438+0000美元，将其送入地球同步轨道需要40，000美元，而通过“电梯”将65，438+000公斤的货物送入太空只需要65，438+000美元。随着更多电梯的建设，平均运输成本甚至可以降低到65，438+00美元。在这种情况下，“电梯”每年的经济效益将达到数十亿甚至数百亿美元。此外，“电梯”的使用还将保护发射场的生态环境，具有更高的安全系数。

运输成本的大幅度降低，将为人类开发太空开辟惊人的前景。人们可以在太空建立更多的科学研究基地，生产特殊药物和新材料的工厂，太阳能发电站和酒店...同样的“电梯”也可以建在月球上，方便人们随时往返。届时，太空旅游将真正开始蓬勃发展。

当然，这些只是遥远的理想。一切都将取决于第一部“电梯”能否成功建造。我通过互联网与爱德华博士取得了联系，询问了一些关于这个项目的细节。

“有文章说，要造电梯，必须在地面上造一个高达五万米的塔。但是，建造一座达到平流层的建筑显然是不可能的。爱德华博士，你会选择另一种方式吗？”

当然可以。我们的计划里没有塔。“电梯”的地面站将设在海上，就像海上石油钻井平台一样。可以建在赤道附近，那里风浪最小。“电梯”没有使用普通的电缆，而是用碳纳米管制成的宽“布条”，又轻又结实。然而，它也有重量。按照你的设想，索带长度654.38+万公里，宽度654.38+0米，厚度2微米，总重量只有800吨。

如何去空间站“购物”

如何把它“铺”到空间站甚至更高？首先，40吨电缆带将由火箭送往空间站。一条小电缆带(宽5-11.5cm，厚1微米)从空间站铺设到地面。其运载能力约为495公斤。然后把部分铺在空间站上面。最后，借助特制的小电梯舱，沿着铺好的小电梯，电缆带逐渐变宽变粗。

电梯轿厢如何固定在电缆带上？电梯轿厢内装有两套履带装置，从两侧扣紧电缆带，就像汉堡包一样。电梯轿厢可以上下滑动，也可以通过摩擦力牢牢固定在缆绳带上。

激光作为能源

爱德华博士还解释说，电梯轿厢的能量来自地面发射的激光。激光器发出的光能转化为电能，驱动电梯轿厢的发动机。电梯轿厢的速度是每小时200公里。

在“电梯”正式造出来之前，当然还有很多复杂的实验要做。碳纳米管制成的纤维要经过各种技术测试，技术人员会在原子氧、高低气压、辐射等多种因素的作用下测试其性能。电梯舱和光学设备也要通过一系列测试。此外，空间站上还将进行许多相关实验。

时刻表

科学家已经为这一切制定了相关的时间表。在资金有保障的情况下，两年内攻克所有基础工艺流程。需要三年时间来测试和改进工艺技术。下一阶段是工程建设。建造初级“电梯”(即铺设狭窄的电缆带)需要大约六年时间，加宽电缆带需要两年半时间。这样，2017年将铺设第一部载重5吨的“电梯”。

昂贵的

然而，许多专家并不这么乐观。首先，资金问题还没有落实。铺设第一部“电梯”需要70亿-6543.8+00亿美元，完成整个“电梯”计划大约需要400亿美元。目前没有机构或财团愿意投入这么大一笔钱。第二，很多技术问题还没有攻克。比如“电梯”如何躲避陨石的撞击。再比如，如何应对大风的影响？1米宽的索带就像一张巨大的风帆，不可能指望海上没有大风。然而，即使是悲观的科学家也不得不承认，在航天领域使用电缆运输有着光明的前景。目前，争论只是时间问题。美国国家航空航天局专家Robert Cazanove认为，至少50年后才会出现第一部太空电梯。他还坚信，电缆运输方式最终会完全取代火箭运输方式。