日本要建“天空电梯”，火箭发射将过时？

       就在本月13日，日本"世界首个太空电梯即将发射"的新闻上了头条，国内外的小媒体上到处都是。

       太空电梯是人类火箭之父齐奥尔科夫斯基提出的美好设想：普通人能像乘坐电梯一样，借助一根连接天地的绳缆，自由且低成本往返太空。





       报道中提到的日本太空电梯到底情况如何呢？


       实际情况是，很多航天科研人员并不认为其有实现的可能，猜测其报道只是个噱头，为了令项目的资助方——日本地产商大林组引起全世界的关注罢了。具体的不可行理由，归纳起来有十条之多。

       1. 太空电梯必须将重心放在地球同步轨道上，否则就无法相对地表稳定，这里是绝大多数通讯卫星所在地：围绕地球自转速度恰好等于地球一天，因而相对地面而言静止或同步。这里的高度是35786千米，是摩天大楼电梯高度的数万倍！

       2. 为保证重心在地球同步轨道，在这个轨道外侧（超过地球静止轨道）需要配比一个质量巨大的平衡锤，重量需达到万吨级别。人类目前最强大的火箭仅能运送10-15吨级别载荷到此轨道；

       3. 电梯运行期间会受到各种摄动干扰，为保持重心稳定需要对这个巨大的平衡锤进行灵活控制，它的质量已经远超了人类能控制的航天器极限-国际空间站（420吨）；

       4. 被绷紧的缆绳需要承受巨大的应力，人类现有最强材料碳纳米管有一定应用可能，但它仅是实验室中存在的材料无法量产，科学家们只能制造出极微量的实验品，而花费是天价；

       5. 即便是碳纳米管，它的长径比也在1000:1级别（对比普通材料20:1已有极大提升），对比太空电梯的超长缆绳要求依然不够；


 

       6. 不仅强度问题，绳缆不同位置由于重力加速度和围绕地球运动速度不同，受到的切向应力也不大不相同，人类尚无一种灵活的材料能实现这些要求；

       7. 地球大气干扰巨大。大气包含对流层、平流层、中间层、电离层等，对流层有风雨雷电，平流层有横向风，中间层有剧烈温度梯度和对流，电离层有高能粒子和磁暴等人类完全未知的空间天气现象。好不容易走出1000千米的传统大气层定义区间，很不幸，仅走完了全程3%左右；

       8. 电梯厢并不简单。航天中但凡从无人变成载人，都意味着成本陡增，人是所有航天探索中最脆弱的环节。太空电梯要进入太空，面临复杂的大气环境和宇宙辐射环境，电梯的防护要极端严格，而这无疑需要一个巨大的电梯厢，进而要求增大绳缆的应力、强度、尺寸，形成无解死循环；

       9. NASA曾经做过一些预研究，最终全部放弃。谷歌著名的X实验室，曾经研究过太空电梯可行性，最终宣布放弃，因为它的技术难度"远远超过了人类现有技术水平"；

       10. 人类航天已经愈发成熟，随着可回收运载器和航天器的快速研发，尤其是商业航天的加入，航天成本也在迅速降低，太空电梯最吸引人的"价格优势"并不存在。

       综上所述，太空电梯注定只能是个美好的愿景，并不可能成为真实的存在。