标题：太空电梯
介绍
  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）。　
不过真正从技术角度描述了这个问题的是阿瑟·克拉克，他在上世纪70年代末设想了延伸到太空的电梯，并以此写出《天堂的喷泉》(“Fountains of Paradise”)，描述了在一个热带岛屿建造一个太空电梯的故事。
太空电梯[1]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。而且，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。
太空电梯计划
1978年，阿瑟·克拉克创作出了包揽星云、雨果两大科幻文学奖项的作品，而其中最闪亮的主角就是太空梯。“如果空间的物体能够保持与地面的相对静止，那么为什么不能从这个物体上方下一条缆索，用它把宇宙连结起来。”（阿瑟·克拉克）
一、去天空城堡太空天梯计划(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。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。
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。截止到目前，包括中国在内的一些国家，已向静止轨道发射了多颗卫星，成功掌握了高轨道航天器入轨技术，这都为将来建造太空天梯奠定了一定的技术基础。
二、计划花费小1978年，著名科幻作家阿瑟·克拉克出版了科幻巨著《天堂之泉》。他设想从位于地球静止轨道上的一颗卫星上向下伸展出一个梯子，直达地球赤道表面，人们即可像乘坐电梯一样到太空中去游览观光并运送货物。当时有人问克拉克需要多长时间才能实现这一梦想，他回答道：“在受大家嘲笑的50年后。”21年后的1999年，美国宇航局马歇尔中心的先进办公室即发表了《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。目前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。
三、月球上建天梯美国某集团有史以来第一次提出在地球的天然卫星月球上建立“太空电梯”，他们称这一设想可能在八年内实现。
“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，他们最近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。
除了美国的电梯港集团，还有许多科学家和机构致力于研发“太空电梯”，日本和俄罗斯的科学家也曾就如何设计“太空电梯”提出了初步方案。[2]
建造历程
1970年，美国物理学家皮尔森最先提出建造“太空电梯”的设想(一说“太空电梯”最早见于科幻小说家阿瑟· C· 克拉克1979年创作的《天堂之泉》)。当时人们对他的建议就是“改行写科幻小说去吧”。
2000年，美国航空航天局曾对“太空电梯”作出乐观评估，声称“在未来50年左右，我们就可能开始建造，需要的只是一些研究和一点运气。”
2002年底，美国媒体对西雅图一家电梯公司进行了报道，这家公司正进行“太空电梯”项目。他们甚至“初步考虑‘太空电梯’将用纳米材料制成。”据称唯一的阻力是费用太高，当时公司已筹集到约4000万美金，但整个项目预计需要100亿美元！
2003年，随着人类太空探索步伐的加快，更多科学家开始考虑设计一种更为便捷的外太空和地球的物资交换方式(类似俄罗斯的研究)。9月15日，七十多位科学家和工程师在美国探讨“太空电梯”计划，提出在至少一个世纪内将“太空电梯”变成现实，使之用于发射卫星和飞船，甚至将人类直接送上太空。
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。[3]
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%。
电梯结构
基座基座基本上一定是在赤道上，因为这样从地球同步轨道上垂下来的距离最短。基座有提出固定式和漂移式两种选择，其中固定式的比较容易完善周边的硬件设施（发电器材、指挥所、太空港），但漂浮式的，无论是海上的大型平台甚或是平流层中的大型飞行平台，都有借移动来躲避不良气候或太空杂物的可能，因此也有不少支持者。
缆绳事实上称之为(缆带)可能更合适，因为目前的设计都倾向于使用一条扁长，像录音带那样的带子做为主缆绳。这条缆带也不会是从头到尾一样粗的 -- 据计算在地球同步轨道处缆带所承受的拉力最强，因此这地方会最粗，然后向两边变细来节省重量。缆带的材质问题是阻挠太空电梯发展的最大因素，目前人类已知的材料硬是没有一种能达到太空电梯所求的强度/重量比。最有希望的材质是碳奈米管，可是虽然个别碳奈米管能耐的张力已经达到承载太空电梯的标准，但拉成缆带后就无法维持这样的耐力了。不过倒也不必太担心：碳奈米管已经注定是未来一个极重要的研究方向，因为它的用途实在太多太多了。一但材料科学的研究以及大规模的生产起来，缆带终究会有解决的方案的。
电梯舱电梯舱是在缆绳上爬的那个部份。太空电梯毕竟不是传统电梯，从天上垂一根超长的绳子下来把电梯吊上去是不太可能的 -- 电梯要自已想办法爬上去。最简单的方法是在电梯上装马达，带动夹着缆带的一组轮子转动，从而取得向上的动力。马达的电源可以从缆带上取得，或用装在电梯舱上的发电机，但这两种都会增加重量。比较省重量的方法是在电梯舱上装两片反光板，然后从地面发射雷射将电梯舱「射」上去 -- 听起来很科幻，但目前的实验显示这其实是个可行的方案，只要激光够大支。　
太空站最后，是在缆绳另一端的太空站。太空站是必须的，因为要抵消缆绳的重量。事实上，意想中的太空站不是放在同步卫星轨道上，而是更高一点点的位置，因为整条缆绳加太空站全  太空电梯体的重心要放在地球同步轨道上才不会发生偏离。太空站的建造会相当麻烦，因为随着缆绳的加粗，太空站的位置要不断地调整。但一切顺利的话，到最后太空站除了可以当平衡锤之外，还可以当作人类前往其它星球的发射台呢！　
美国的太空电梯竞赛已经三次以无人达到标准（每秒两公尺的上升速度）告终，但美国很认真的要继续推动这个技术的发展。日本则是投入了 73 亿美元发展自已的太空电梯技术，希望能在这个领域取得领先。谁先造出第一部太空电梯，几乎就等同于赢得了殖民外层空间的门票，因此可以想象当技术进步到一定程度之后，一定会引发新一波的太空竞赛。
面临难题
有专家曾经指出，纳米碳管还只是毫米级制品，距实用差距甚远；向3万多公里外的太空发射各种电梯建设材料花费巨大；这种“太空电梯”一旦因严重事故崩塌，空中和地面的损失也将十分惊人。专家们认为，面对这些难题，“太空电梯”短期内恐难开工。
还有，当太阳风向太空电梯施加压力时，来自月球和太阳的重力作用将使绳索变得摇摆不定。这将有可能使太空电梯摇摆造成太空交通障碍，太空电梯也可能会碰撞上人造卫星或者太空垃圾残骸，这样的碰撞将导致绳索断裂或太空电梯失事。为此，太空电梯必须在内部建造推进器，以稳定太空电梯致命的摇摆振动，但这又将增加电梯建造的难度和建造维护成本。[3]
相关报道
荆楚网金报综合消息据俄罗斯《真理报》近日报道，“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目前已将“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。
据报道，俄罗斯萨马拉城的科学家计划在2004年10月完成研制工作，第一次试验安排在今年年底。工程主任迈克·克劳夫相信，这个工程一定会成功。
直到今天，从太空返回地球耗时费力，但“太空电梯”将解决这个问题。虽然“太空电梯”耗资巨大，可是一旦建成，收获也将非常巨大。科学家认为：这样的“太空电梯”甚至可以用来探测其他的行星。