【转贴】太空电梯

向阳花

　　简介

  太空电梯电脑效果图

　　太空电梯的概念最早来自1970年，著名的火箭科学先驱者齐奥尔科夫斯基(Knostantin Tsiolkovsky)设想了一个建立在巨塔顶端的“天空城堡”（或许圣经里的巴别塔更早，不过那里没电梯）。
　　真正从技术角度描述了这个问题的是阿瑟·克拉克。据英国《每日邮报》报道称，科幻作家阿瑟·克拉克在1978年出版的《天堂之泉》(“Fountains of Paradise”)中曾描写过太空电梯的构想，人们可乘电梯去太空观光并运送货物。
　　太空电梯的主体是一个永久性连接太空站和地球表面的缆绳，可以用来将人和货物从地面运送到太空站。太空电梯还能用做一个发射系统，因为太空电梯必然被地球带动旋转，而越高的地方速度越快，所以将飞船从地面运送到大气层外足够高的地方，只要一点加速度就可以起航了。或者用太空电梯把零部件带上太空站，在那里组装。
　　相关计划　　俄罗斯

太空天梯计划(5张)
　　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。
　　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。
　　据俄罗斯《真理报》报道，“太空电梯”——这个世界上独一无二的设想将在最近几年有突破性进展。受欧洲太空署委托，俄罗斯萨马拉太空大学的科学家一直在研究建造这种可以把许多物品从国际空间站送回地球的装置。
报道称，俄罗斯萨马拉城的科学家已将“太空电梯”的研究工作进行到工作收尾阶段。这部“太空电梯”的主要工作原理其实并不复杂，装有货物的太空舱通过一根30公里长的特别牢固的缆绳送回地球。虽然缆绳很长，但其重量不会超过6公斤，需要用特别材料制成。当其进入大气层后，缆绳会燃烧，而货物则接着依靠气球继续缓缓地落向地球。
　　美国　　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。1999年，美国宇航局马歇尔中心的先进办公室发表了《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。现在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。
　　在月球上建天梯
　　2012年，由美国航空航天局前工程师迈克尔-莱恩创办的电梯港集团公司宣称，由于在月球上建太空电梯比在地球上建更容易，所以该公司可用现有技术在月球上建造一座太空电梯，并表示这一想法能在8年内成为现实。
“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。
　　日本　　日本建筑公司大林组计划建造一部太空电梯，将游客送入距地面约合3.6万公里的太空。太空电梯的缆绳将与太空中的一座空间站相连。根据大林组的计划，太空电梯梦想有望在2050年成为现实。
　　大林公司所设计的太空电梯缆线，全长为地球到月球距离的大约四分之一，这相当于9.6万公里。电梯缆线固定在地球地表一个定点上，另一头系着一个起平衡作用的铅坠。电梯电缆的中间部位是一个太空站，该太空站内将建设实验设施及居住的空间。据介绍，升降机每次可以同时搭乘30名游客升入卫星空间站中，让他们有机会“站”在太空中欣赏宇宙美景。据悉，升降机需要花费一周的时间才能到达空间站，但乘客们基本不需要接受任何太空旅行方面的训练。
　　该太空电梯被命名为“东京天空之树”，高2080英尺。这座高塔还将作为一个数字广播天线，陆续不断地吸引东京以及更远地区的太空观光游客。Satomi Katsuyama说：“我们的专家对建筑、气候、季风和设计等方面进行了综合分析，他们表示这座太空电梯具有一定的可行性。”
　　主要特点　　1、游客无须进行任何训练；2、电梯可重复使用；3、成本低。
　　如果选择搭乘太空电梯这种方式，游客无需预先进行任何训练，让空间站成为一个真正意义上的度假胜地。太空电梯可以重复使用，由在轨基地的太阳能电池板供电；这种交通方式，是一种将人类和货物送入太空的低成本方式。[2]
　　主要用途太空电梯根据科学家们的设想，一条从距离地面3.6万公里的地球同步卫星向地面垂下一条缆绳至地面基站，并沿着这条缆绳修建往返于地球和太空之间的电梯型飞船，往来运输物资。

  

太空电梯可以搭载包括大型太阳能发电机、核废料等各种物品，还可以载人。更重要的是，太空升降舱上天不需要携带大量燃料，预计所耗能量不过为宇宙飞船发射的1%。英国的一项测算显示，用太空升降舱运送一个人和行李的费用仅相当于常用航天飞机运送费用的0.25%。