為何太空電梯難以實現(xiàn)？碳納米管成最關(guān)鍵技術(shù)！

如果能夠?qū)w船送到地球上空160千米處，那么你已經(jīng)在任意遨游太陽系的道路上成功了一半了。因為，任何形式發(fā)射的前160千米內(nèi)，火箭都掙扎著要擺脫地心引力，這顯然是花費最巨大的部分。在那之后，火箭飛船幾乎就能輕松航行到冥王星以及更遠處。

在未來，有一種方法能夠大幅減少成本，那就是太空升降艙。順著一根繩索爬上天堂的想法非常古老，但它或許能成為現(xiàn)實——如果繩索能高高送入太空的話。此后，地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力將足以抵消地心引力，繩索將永遠不會落下。繩子會魔法般地垂直升入空中，并且消失在云間。同樣的，一根非常長的繩子由于地球轉(zhuǎn)動可以“掛”在空中，除了地球的自轉(zhuǎn)外，保持繩子的狀態(tài)無需任何事物。理論上人可以爬上繩子并且向上進入太空。

當我們計算這樣一根繩子所承受的張力，不難發(fā)現(xiàn)，繩子所承受的張力甚至足以使鋼絲繩猛然斷裂。這就是太空升降艙長期以來被認為不可能實現(xiàn)的原因。想象一顆位于太空中地球靜止軌道3.6萬英里處的衛(wèi)星，從那里，可以降下一根纜索到地球上。隨后，纜索將被錨固在地面上。但是一臺太空升降艙的系規(guī)必須耐受大約60-100gpa（吉帕斯卡）的張力。鋼大約在承受2gpa的時候就會斷裂，這使得這一構(gòu)思遙不可及。

當化學家們開發(fā)出碳納米管的時候，這一狀況發(fā)生了翻天覆地的變化。在1991年，日本電氣的飯島澄男的研究成果突然激起了學界的廣泛興趣。令人矚目的是，納米管的強度比鋼絲繩更大，同時也更輕。事實上，它們超過了維持一個太空升降艙所需要的強度?？茖W家相信一根碳納米管纖維能夠承受120gpa的壓力，這還遠遠在斷裂點之上。這一發(fā)現(xiàn)重新點燃了制造太空升降艙的熱情。

但是，在我們建造一臺能夠乘坐其升入太空的太空升降艙之前，必須解決難以克服的障礙。目前，實驗室中制造的純凈碳納米管纖維不超過15毫米長。要建造一臺太空升降艙，我們必須制造出數(shù)千英里長的碳納米管索。盡管從科學的角度來看這只不過是一個技術(shù)問題，但如果我們打算建造一臺太空升降艙的話，它會是一個頑固而艱難的問題，必須解決。不過，許多科學家相信，在數(shù)十年內(nèi)我們將能夠掌握制造碳納米管長索的科技。

目前，將1磅重的物體送入環(huán)繞地球的軌道要花費1萬美元以上，大概相當于一盎司黃金的價格，而一臺太空升降艙可以將費用減至每磅1美元之少。在太空項目開支中如此巨幅的減少能將給我們觀察太空的方式帶來革命性的改變。簡單地按下升降艙按鈕，我們理上可以憑一張飛機票的代價乘坐升降艙進入太空。