24年前，科幻作家阿瑟·C·克拉克提出了一個驚世駭俗的大膽構想：建一座長達10萬公里的“太空電梯”延伸至太空，讓人類可以乘坐它到太空去觀光旅游……

“在大家停止嘲笑后的５０年”

讓人造衛(wèi)星放下梯子以建立“登天之塔”，這是英國著名科幻作家阿瑟·C·克拉克在他1979年創(chuàng)作的小說《天堂的噴泉》中提出來的。他設想在地球赤道上空的一顆地球同步軌道衛(wèi)星上向下伸展出一個梯子，由于同步衛(wèi)星在天空中相對地面沒有移動，所以人類可以乘坐電梯到達近地宇宙空間去觀光旅游。當時有人問克拉克需要多少時間才能實現(xiàn)“太空電梯”的夢想，他說：“在大家停止嘲笑后的50年?！?/p>

24年后，“嘲笑”克拉克的人已經(jīng)不多了。美國國家航空和航天局（NASA）幾年前就已將克拉克的“太空電梯”構想納入“先進概念研究項目”中，并已經(jīng)投入幾百萬美元對其進行研究。

從太空垂下１０萬公里纜繩

2003年9月13日到15日，“第二屆國際太空電梯會議”在美國墨西哥州圣達菲市召開。參加會議的70名專家來自各個領域，從材料科學、橋梁建造、航天技術到法律、商業(yè)和財經(jīng)方面的應有盡有。在大會上，專家們對“太空電梯”這一宏偉構想進行了探討，而克拉克本人，也在他位于斯里蘭卡的家中通過衛(wèi)星系統(tǒng)向大會現(xiàn)場的科學家發(fā)表了演說。

從理論上講，“太空電梯”并不神奇。在地球赤道的太平洋洋面上建造一個平臺，用飛船放下一條長達10萬公里的纜繩并把它錨定在平臺上。隨著地球一起旋轉，由于旋轉所產(chǎn)生的離心力剛好抵消了地球的吸引力，于是，“太空電梯”就從地球到太空豎直起來了，這就像你在頭頂上甩動一根一頭拴著小球的繩子一樣。然后，用一個由激光提供能量的爬升器在纜繩上上下移動，運送飛船、建筑材料甚至乘客。

第一架“太空梯”將在10年后建成

但是，建造“太空電梯”最大的挑戰(zhàn)就是找到制造這根繩子的材料。它必須異常堅硬又要異常輕巧，還要能抵抗任何腐蝕。為了這個曾被稱為“無法得到”的材料，科學家們足足等待了幾十年。

直到1991年，NEC公司的日本科學家飯島住男發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)在叫做碳納米管的材料，事情才有了轉機。進一步的研究發(fā)現(xiàn)碳納米管有意想不到的性質，它比鋼堅硬100倍，重量卻只有鋼的五分之一，而且柔韌性極強，足可以制成纖維合成物?？茖W家推算，只需要一根一米寬、如紙一般薄的碳納米纜繩，就可以支撐起一部“太空電梯”。

迄今尚未有科學家成功地制造出這種碳納米合成纖維。但是在這次大會上，美國肯塔基大學的碳納米技術專家羅德尼·安德魯斯樂觀地表示：“盡管目前還沒有掌握大規(guī)模的生產(chǎn)‘太空電梯’所需要的合成物質的技術，但是我們已經(jīng)取得了不小的進展?！辈糠峙c會專家甚至樂觀地估計，第一架“太空電梯”將在10年后建成。

2004年底敲定方案

有了材料，如何來制造“太空電梯”呢？太空科學家布拉德·愛德華茲博士在過去數(shù)年里一直都在潛心研究“太空電梯”構想“太空電梯計劃”。他介紹說，第一步，把一個攜帶“太空電梯”半成品的飛船或航天飛機發(fā)射到和地球同步的靜止衛(wèi)星所在的軌道上，使其和地球同步飛行；第二步，把這個半成品的“太空電梯”從飛船上放下來，落到位于赤道海面的一個平臺上，這個平臺類似一般的海上發(fā)射衛(wèi)星或飛船的平臺；第三步，把半成品的“太空電梯”錨定在平臺上，令飛船就漂浮在上面；第四步，用一個由激光束提供能量的爬升器在這個“太空電梯”的半成品上上下下移動，并把更多碳納米合成纖維纜繩擰在“太空電梯”半成品上，進一步完成“太空電梯”。整個制造過程大約要用兩年半的時間。

愛德華茲博士說，“太空電梯”海面平臺的位置很關鍵，要盡可能避開飛機航班和輪船航線，也不能位于暴風浪經(jīng)常發(fā)生的地方，因此必須精心選擇。愛德華茲博士估計，要將“太空電梯”構想變成現(xiàn)實可能需花70億英鎊，最早在2004年底時就可以將“太空電梯”的設計方案給定下來。

盡管如此，愛德華茲博士說仍有許多人對“太空電梯”持懷疑態(tài)度，認為那不過是天方夜譚而已：“每當我向人們介紹‘太空電梯’時，他們總會瞪大眼睛看著我，好像是想知道我是不是在拿他們開涮?！?/p>

最大威脅來自太空垃圾

愛德華茲博士說，“太空電梯”將使火箭從此成為多余，因為用它進入太空要便宜許多。一旦建成后，“太空電梯”將可以把物資、成噸重的衛(wèi)星甚至人緩緩運送到離地面36000公里的近地軌道上，時間大約需要七天半左右，回來也大約需要這么長的時間。進一步還可以建造通向月球，甚至火星的行星際“太空電梯”，到那時在太陽系里遨游就不再是難事，而且價格低廉。愛德華茲博士估計，使用“太空電梯”升入太空的費用將只有目前的1/400，達到幾百美元運送一磅，從而徹底解決當前困擾航天飛行高昂的價格問題。

當然，“太空電梯”要抵御的災難也不少。最大的威脅是來自衛(wèi)星以及太空垃圾對“太空電梯”的撞擊。但愛德華茲博士表示，由于“太空電梯”的海面平臺是浮動的，從而可以將撞擊的影響減到最小。此外，閃電和風云雨雪的沖擊，原子氧和高層大氣中的硫酸對纜繩的侵蝕，碳納米材料對人類健康的影響，這些也都必須考慮在內(nèi)。

愛德華茲博士最后提醒說：“和公眾的浪漫想像截然不同，‘太空電梯’的運行時既無濃煙也沒有火光，更沒有巨大的噪音。它只是緩慢、悄無聲息地順著纜繩升入太空，只是令人感覺異常沉悶?！?/p>