科技日報記者 代小佩
進(jìn)入電梯，按上升按鈕就到了太空，是不是很拉風(fēng)？在11月18日至20日召開的2022空間技術(shù)和平利用（健康）國際研討會上，國際太空電梯聯(lián)盟主席、國際宇航科學(xué)院院士彼得·斯旺提出，未來太空電梯作為永久性物流基礎(chǔ)設(shè)施，可將物資和人員運(yùn)到太空，成為進(jìn)入太空的新通道。
有了太空電梯 去火星或許只要61天
造太空電梯，原理并不復(fù)雜。長長的纜繩懸在天地之間，一端固定在位于地球赤道的海洋上，另一端“抓住”地球同步軌道上的平衡物（如衛(wèi)星或空間站）。沿著纜繩，一個機(jī)器（太空電梯的轎廂）可以上下移動。
斯旺介紹：“根據(jù)目前設(shè)計，太空電梯轎廂重約20噸，攀爬速度約為每小時200公里。未來，隨著纜繩加長、轎廂攀爬速度加快，預(yù)計8天可到達(dá)地球同步軌道，14天可到達(dá)月球，61天可到達(dá)火星。”
“相比用火箭運(yùn)輸，太空電梯更環(huán)保、成本更低、重復(fù)使用率更高，太空電梯也因此被稱為‘綠色天路’?！彼雇忉專针娞萦锰柲茯?qū)動，不像發(fā)射火箭那樣消耗大量化學(xué)燃料。
而且太空電梯產(chǎn)生空間碎片的可能性微乎其微?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，截至2020年1月，10厘米以上的空間碎片有2.9萬個，1毫米以上的則超過1.7億個，嚴(yán)重污染空間環(huán)境。
“另外，利用太空電梯運(yùn)輸，每公斤物資運(yùn)輸成本約為500美元，比使用火箭更便宜?！眹H宇航科學(xué)院秘書長讓·米歇爾·康坦表示。
斯旺認(rèn)為，未來人類建火星村、月球村需要發(fā)射大量物資到太空，星際旅行也備受期待，太空電梯非常具有商業(yè)競爭力。
但火箭發(fā)射不會因此被拋棄。國際太空電梯聯(lián)盟副主席丹尼斯·萊特稱，火箭比太空電梯速度更快，能迅速穿越輻射帶，所以有人提出以“太空電梯+火箭”的方式運(yùn)輸，實現(xiàn)互補(bǔ)。“如果把太空電梯看作貨船，那么火箭就是貨運(yùn)飛機(jī)?！?/p>
設(shè)計方案可行但實踐仍面臨挑戰(zhàn)
太空電梯之夢由來已久。1895年，俄羅斯科學(xué)家康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基見到埃菲爾鐵塔后提出了太空電梯的設(shè)想?？苹镁藿嘲⑸た死嗽谄湫≌f《天堂之泉》中也描繪了太空電梯。但由于技術(shù)障礙，太空電梯長期停留在概念階段。
隨著航天技術(shù)不斷發(fā)展，建造太空電梯有了更多可能。據(jù)斯旺和萊特介紹，在材料方面，碳納米管和超強(qiáng)石墨烯被認(rèn)為是建造太空電梯纜繩的理想材料；在設(shè)計方面，科學(xué)家目前已提出8個比較穩(wěn)健、合理的科學(xué)設(shè)計方案；在工程方面，一些國家的科學(xué)家已開展一些小型實驗并準(zhǔn)備深入驗證。
“當(dāng)然，在理論、技術(shù)和工程層面還面臨諸多挑戰(zhàn)。如動力學(xué)和控制方法，新材料研發(fā)，設(shè)備設(shè)計和建造等?！敝猩酱髮W(xué)航空航天學(xué)院副教授史格非表示。
很多細(xì)節(jié)問題有待科學(xué)家和工程師解答：太空電梯轎廂選擇何種驅(qū)動模式？怎么克服重力影響？纜繩如何承受高能宇宙射線的轟擊并有效抗擺動？電梯遭遇太空碎片和隕石沖擊怎么辦……
萊特說，科學(xué)家預(yù)估2035年左右太空電梯初步投入運(yùn)行，用太空電梯載人則需要進(jìn)一步驗證以確保其安全可行，或許到2045年左右實現(xiàn)載人，目前還沒有確切的時間表。面對這項耗時耗力耗錢的大工程，斯旺呼吁加強(qiáng)太空電梯的研究與合作。
