3.6万公里的“太空电梯”，可能会被太空垃圾拦腰斩断

（图片来源：Obayashi Corporation 官网）

现在“上天”已经不是什么新鲜事，人类已拜访过月球好几次了，甚至都建立了国际空间站。但宇宙飞船上天的成本太高，付出的代价太大，因此人类一直在探索一种更为便宜可靠甚至能一劳永逸的方法。

于是，太空电梯的设想便应运而生。

最早提出太空电梯构想的是俄罗斯科学家齐奥尔科夫斯基。据说他在一次观赏埃菲尔铁塔的时候，受到其高耸姿态的启发：如果把铁塔盖到35800公里的高度，那我们上天直接用爬的不就可以了?

因此，他提出可以在太空中建设一个城堡，然后利用缆绳和地面连接起来，从而可以从地球上运送人员、物资什么的。此后的一百多年里，科幻小说中屡次出现关于太空电梯的构想，比如阿瑟·克拉克的《天堂之泉》，而《三体》则对太空电梯的构想做出了更为细致的描述。

现实中的太空电梯

工程师们经过多番论证得出结论，以现在的技术，制造太空电梯是完全有可能的。今年9月康奈尔大学的科学家在arXiv上发表论文再次阐述用现在的科技有望成功建造天空电梯。

在实际操作上，太空电梯在1999年美国宇航局马歇尔中心发表《天体：太空的先进基础设施》之后成为了真正的科研项目。自此之后，关于太空电梯的建设方案层出不穷。

但无论哪种方案，都离不开NASA提出的太空电梯的四大部分：地球基站、缆绳、升降机和平衡锤。

具体细节就是，用“缆绳”将地面与地球静止轨道上的某一点(有可能是宇宙飞船)连接起来，沿着这条缆绳可以上天。这和常见的电梯没有什么不同，关键在于怎样连接、连接哪两个点。

地球静止轨道上的卫星相对于地球是静止不动的。要保证这种卫星定点于赤道上空35786千米处，还要保证太空电梯不发生飘移，就可以把一端建在赤道上，另一端建在地球静止轨道卫星上。

但阻挠太空电梯最大因素是缆绳的材质，按照目前的研究，最有希望的是碳纳米管。但如果被拉成缆绳的话，目前碳纳米管材料的技术程度仍然还是无法承受这样的压力。因为按照现在的技术，整个一条缆绳下来，重量也将达到7000吨。

解决了缆绳的材质问题之后，还需要面对动力的问题。太空电梯要想升到3万多米的高空，普通的发动机肯定是无济于事。

对此，有人提出了用激光发射助推的方法。实际操作就是在电梯舱上装两片反光板以获得马达需要的电源，从地面发射激光将电梯舱“射”上去就会产生电力。只要激光能量足够强，其能够达到太空电梯的需求也并非不可期。

面临太空垃圾、宇宙辐射等威胁

就算建造太空电梯的技术问题都解决了，它依然还面临来自外部的冲击。

与空间站或宇宙飞船一样，太空电梯也应需具备避开太空垃圾的能力。因此在建造太空电梯过程中还需要考虑如何躲避太空碎片的问题，以及可能会有其他卫星撞上来，最终可能会发生电梯被撞断裂的情况。

对此，有科学家提出可以将太空电梯的缆绳锚定在赤道附近海域的移动平台上。这个移动平台就像放大版的海上石油钻井平台。移动平台上装有推进器，可以来回变换位置，从而挪动太空电梯，避开来袭的太空碎片或陨石。

还有人认为，如果人类能解决太空电梯面临的这个难题，那么太空垃圾问题也将迎刃而解。

此外，缆绳材料还需要面对来自宇宙辐射、大气腐蚀等方面的威胁。如何保证其能够安然挺过这些威胁，将会是开发的重点之一。

这种种挑战都在清晰地向我们传达这样一则讯息：太空电梯离我们既近又远!