刊登日期 : 01/02/2023
电影《流浪地球2》2023年春节在内地上映，再掀科幻热潮，片中很多设备也引起网民热议，其中讨论最多的莫过开篇就出现的太空电梯。直通天际的太空电梯是否符合科学原理？它有可能实现吗？
太空电梯可“挂”在地球同步轨道上
太空电梯肯定不是在《流浪地球2》首次出现的，不少科幻电影都曾见到；它甚至有逾百年“历史”，早于1895年，俄国人齐奥尔科夫斯基（Konstanty Ciołkowski）已提出类似构思；这位航天先驱的名言大家可能会听过，就是“地球是人类的摇篮，但人类不可能永远生活在摇篮中。”
当然，很多报道都指太空电梯不只存在于幻想，它在原理上是可行的，很多国家的科学家都正具体地研究。
有人或直觉地质疑太空电梯的缆索或支架如何能“挂”在茫茫太空之中？
原来在地球赤道的3.6万公里上空，有着“地球同步轨道”；在该轨道上的航天器，运行速度刚好与地球自转同步；假如从地面上远眺，它就像静止在天上；在地球同步轨道上的卫星或太空站，正好能作为“挂鈎”。
从“挂鈎”垂下长长的缆索，一直到达地球赤道并予以固定，再在缆上装上载人载货的“车厢”和相关设备，即可以成为一部直上空的太空电梯。
目前中国太空站和国际太空站运行轨道距离地球只有400公里左右，3.6万公里的太空电梯高度高得多。
为什么要太空电梯？目前人类进入太空都要靠运载火箭，但火箭要摆脱地球引力，必然消耗大量燃料来加速，燃料甚至达到火箭总重的90%以上，成本高、效益低。所以如果太空电梯能制造出来，它的运作成本将大幅降低。
“炭纳米管”或成为太空电梯缆索物料
有传媒估算，目前发射一公斤货物到太空要2万美元，用太空电梯只需500美元，低廉成本将是人类实太空移民、更遥远的深空探索的基础。
另一方面，太空电梯不需要靠速度来摆脱地球引力，让它可以“低速”运行，使用者不需承受重力，这也让一般人的太空旅行成为可能。
不过，刚才说的只是太空电梯最简化的原理，它涉及技术还有很多，而且即使原理再简单，也不等于容易建造。
以目前科学发展而言，建设太空电梯仍有很多难点，例如如何把设备送上太空、建成之后如何维护、遇故障如何救援等等。
而最需要解决的，是用什么物料来制造足够长的电梯缆索，而且它必须有超高强韧度（3.6万公里几近环绕赤道一圈了），还一定要极轻，否则一条3.6万公里长的缆索，自身重量就足以把一切压跨。
其实能制造太空电梯缆索的高科技物料，1990年代初已研发出来，称为“炭纳米管”。据报1.6克重、1立方厘米大小的“炭纳米管”，便能承受超过800公吨的重量，其强度是钢铁的100倍。
日本一家公司2012年即宣称要用“炭纳米管”来制造太空电梯，并以此在2050年前把人送上太空。
中国航天路线图暗示研发太空电梯？
不过目前来看，日本公司的计划应该难以如期实现了，因为“炭纳米管”虽然研发了出来，但以他们掌握的技术，只能制造出几公分长的一段。
中国在“炭纳米管”技术方面目前有一定优势，清华大学一个团队2017年曾制造了世界最长、单根长度达半米以上的“碳纳米管”；可是即使半米，与3.6公里还是相差很远，还需继续突破。
那作为航天大国的中国，是否有发展太空电梯的路线图？相关资料甚少，但中国航天科技集团一院2017年发表的《2017—2045年航天运输系统发展路线图》中，曾提到“到2045年，进出空间和空间运输的方式将出现颠覆性变革，天梯、地球车站、空间驿站建设有望实现”；文中的“天梯”是否就等于太空电梯？官方没解释，大家可以发挥想像。
此外，新华网2021年一篇提为“先坐‘天梯’再‘开车’ 这份月球漫游指南请查收”的文章中，更提及从地球直通月球的“月球天梯”，非常科幻。
无论如何，像《流浪地球2》中的太空电梯，未来肯定会实现。至于是多久的未来，现在或没人知道，就像生活在1923年的人们，应该不会想到短短46年之后（1969年），人类便已经登陆月球。
《流浪地球2》改编自刘慈欣的同名小说，由吴京及李雪健主演，刘德华特别演出。该片为《流浪地球》的前传，讲述“太阳危机”即将来袭，人类面临末日灾难与生命存续的双重挑战；该片的开篇就出现了太空电梯。
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