太空電梯?計畫10年內從月球通太空

使用一根繩子連接地球和航天器,人們乘坐太空電梯上下穿梭?1895年,俄羅斯科學家首次提出太空梯概念,歷經上百年研究,這個夢想仍未實現。最大的挑戰在於,沒有人能造出數萬公里長的超強纜繩。然而,將於今年8月12日在美國華盛頓召開的「國際天梯大會」,卻準備向人們宣告這一夢想的「實際進展」。美國企業家邁克爾·萊恩甚至表示,他們準備另闢蹊徑,在10年內建成從月球通向太空的「月球天梯」。

未來乘「電梯」上太空?

據美國「今日宇宙」7月26日報導,邁克爾·萊恩在2003年成立了LiftPort公司,投入巨資研究從地球通往太空的天梯。太空梯基本上就是一條長長的纜繩一端固定在地球上,另一端固定在地球同步軌道的平衡物(如大衛星)上。

在引力和向心加速度的相互作用下,纜繩被繃緊,太空梯將利用太陽能或激光能沿纜繩上下運動。在正常情況下,太空梯可以一次運送30名乘客,在6個小時內抵達10萬公里外的太空,每磅貨物運輸成本不過數百美元,而運載火箭的每磅成本高達7000美元。一旦建成,目前地球上運程最長、達800多米的迪拜塔電梯無疑將被遠遠甩入塵埃。

天梯纜繩長達5萬公里

這一計畫受到了美國宇航局的高度重視,然而在2007年卻陷入財政危機,主要原因是製造纜繩的成本過高。人類目前已經擁有製造天梯纜繩的材料,那就是在1991年發明的碳納米繩。直徑1毫米的碳納米繩可以承載60噸重量,然而這種材料每克價值500美元,要製造一條10萬公里長的纜繩,超過任何機構的財力。

萊恩表示,眼下他的工作重心轉向月球梯。由於月球引力僅是地球的1/6,這可以大大降低對纜繩強度的要求。萊恩稱,目前日本生產的「柴隆 (Zylon)」複合纖維,成本相對較低,強度和耐熱性完全滿足製造月球梯的要求。據報導,這種材料已經普遍應用於防彈衣製造中。此外,構成月球梯的組件相對較輕,小型火箭就能將它們發射到月球。萊恩自信地表示,「在5到10年內,我們將實現‘月球梯’夢想。」

報導稱,月球梯至少需要長達5萬公里的纜繩,以月球可見區域中心為基點伸向地球。在地球和月球之間,存在若干「拉格朗日點」,它們與地球和月球的相對位置是基本不變的。月球梯將穿越「拉格朗日點」,向地球方向延伸。在一些更長遠的構想中,地球上的太空梯建好後將和月球梯連成一體,人們經過幾次換乘,可以方便地抵達月球。美國「CNET科技網」一篇文章略帶調侃地描述了未來太空梯中的情景,「電梯門打開,一名年老的電梯操作員彬彬有禮地向太空乘客們問道,‘請問在第幾層太空下梯?’」

未來月球開髮指望「天梯」

不過萊恩表示,月球梯不像是基於地球的太空梯,它將是一個較小的系統,只能運輸200至250千克的貨物,預計最先將用於在月球採集礦石標本。但它將加速人們對月球的開發,使月球成為人們前往火星和太空更深處的基地。

當然,月球梯的投入巨大,後期建設也會耗費更長時間。不過萊恩認為,月球梯項目有廣闊的前景,「這不是去到月球上插面旗幟,或是留個腳印,而是涉及到美宇航局預算核心部分,聚焦於技術開發與基礎設施建設,保證航天探索順利進行。」

實際上,美國宇航局近年來確實非常重視太空梯項目,已將建設太空梯列為了「百年挑戰」計畫的首個項目,每年舉行機器人攀爬纜繩和測試纜繩強度兩項賽事,在2009年的競賽中,美國一家機構成功使用激光能將機器人沿繩索送到900米的高度,取得年度大獎。

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