太空電梯是幻想嗎？

李山

在科幻片《流浪地球2》中，太空電梯引發(fā)了許多觀眾的好奇。我們不禁要問(wèn)：太空電梯真的會(huì)實(shí)現(xiàn)嗎？

在回答這個(gè)問(wèn)題之前，讓我們看一下什么是太空電梯。顧名思義，太空電梯是一座巨大的電梯，其底端位于地表，頂端則位于高度約36000 千米的同步軌道（也被稱為地球靜止軌道）。

具體來(lái)講，太空電梯有三個(gè)部分，第一部分是地表的基座，許多人認(rèn)為基于海上移動(dòng)基地的基座方案更具有可行性，因?yàn)榭梢苿?dòng)的站點(diǎn)能有效地規(guī)避各種地球天氣問(wèn)題和軌道碎片。基座必須位于赤道地區(qū)，否則無(wú)法使系統(tǒng)的重心處于需求的軌道。

第二部分是系纜，用某種性能強(qiáng)大的材料作為纜繩，聯(lián)接底部基座和頂部的配重結(jié)構(gòu)。

第三部分是軌道站點(diǎn)，這一部分位于整個(gè)建筑的最頂端，其作為配重來(lái)平衡太空電梯的自身重力，并使得太空電梯整體重心位于地球同步軌道，也即赤道上空35786 千米處。

太空電梯是一個(gè)極其龐大的巨型系統(tǒng)，而其能穩(wěn)定存在的原因正是其精妙控制的系統(tǒng)重心。當(dāng)重心位于同步軌道時(shí)，太空電梯自身產(chǎn)生的離心力將恰好相當(dāng)于系統(tǒng)的總體重力，而向上的離心力和向下的重力像是“揪住”系纜的兩端，把它“抻直”。

那太空電梯是用來(lái)做什么的？

簡(jiǎn)單地講，太空電梯是一種極其廉價(jià)的太空運(yùn)輸系統(tǒng)。

在目前，人類主要依賴的太空運(yùn)輸方式是化學(xué)燃料火箭，每次發(fā)射都要消耗數(shù)百噸的液體燃料來(lái)把數(shù)十噸物資送入太空。這一方式是目前最簡(jiǎn)單有效的方案，但也意味著極其昂貴的成本。

利用太空電梯運(yùn)輸則廉價(jià)得多，由于太空電梯可以憑借系纜以慢得多的方式向太空前進(jìn)，而不需要像火箭一樣有極高的推重比；同時(shí)，太空電梯的轎廂是可以完全回收的。