时间：2019-09-17      信息来源：纵横集团

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一直以来，人类进入太空都要依靠飞船火箭。这是件很烧钱的事。如果想登上月球，难度就更大了。

来自哈佛、剑桥和哥伦比亚大学的几位研究生，希望改变这一现状。

他们在8月25日发表于arXiv网站的论文中，提出了一种“在技术上和经济上具备可行性”的“月球电梯”构想。这种被命名为“Spaceline”的月球电梯，核心是一条长约32万公里的线缆，一头固定在月球，一头伸向地球，末端位于距离地面43000多公里的轨道上。论文作者称，最简单版Spaceline的线缆重量不会超过40吨，符合当前重型运载火箭的运载能力。

在这一设想中，人们可以先乘坐航天器从地面飞到Spaceline末端，转移进入月球电梯后，花费数天或数周时间到达月球。反过来则可以用这种方式，将月球上的矿产资源运回地球。

对此，全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩说：看上去很美，要实现很难。

中国航天科工集团二院研究员杨宇光更直接地表示：看不到成功的希望。

太空电梯的缆绳还未研发出来

太空电梯的概念并不新鲜，1895年，俄罗斯科学家齐奥尔科夫斯基率先提了出来。1979年，科幻大师克拉克在小说《天堂的喷泉》中也提到这一设想。庞之浩介绍，随着纳米技术的发展，太空电梯从最初被视为科幻，逐渐让人们看到了实现的可能。

2012年，NASA前工程师迈克尔·莱恩声称其创办的公司能在8年内，利用现有技术在月球上建造太空电梯。不过如今期限将至，人们并没有看到这座电梯的影子。

研制太空电梯的最大挑战，在于它的缆绳。庞之浩说，这种缆绳要有数十倍于钢材的强度，超轻的质量，以及可以接受的成本。理论研究计算表明，目前唯一能帮助人类实现太空电梯梦想的材料是碳纳米管。这种材料只需缝衣针粗的一根，就能承受一辆汽车的重量；一根1米宽、像纸一样薄的碳纳米缆绳，强度就足以支撑一架太空电梯。许多国家都在对此开展攻关。

然而问题在于，这种材料还没有研发出来。有消息称，2013年清华大学教授魏飞带领团队制备出单根长度超过半米的碳纳米管，创下了当时的世界纪录。但要知道，太空电梯所需线缆的长度要达到数万公里甚至数十万公里量级。

鉴于碳纳米管的工程应用遥遥无期，前述论文作者提出了用现有材料替代的方案，例如“Kevlar（凯夫拉）”。这是美国杜邦公司研制的一种芳纶纤维材料产品品牌，强度高、韧性好，做成防弹衣刀枪不入。不过它能否满足太空电梯的要求，在专家眼中显然并不乐观。

太空电梯技术和成本问题无法解决

假设材料过关，建造太空电梯还面临许多工程难题。

已经提出的太空电梯方案有几种，比如从地面伸向太空，顶端固定在地球静止轨道空间站的；从月球“垂挂”下来，底部连接空间站的；或是两端由航天器牵引，悬浮在地月之间的。杨宇光说，无论哪种太空电梯，目前都只存在理论上的可能性。对于工程实施来说，首先要大规模将材料送上天，这面临许多技术和成本方面的问题现在无法解决。

另外，如果在地面建太空电梯，电梯的“底座”必须建在赤道附近，很可能是在人烟稀少的太平洋中间建设一个海上平台。除了平台要抵御风浪、避免干扰船只，电梯缆绳也要避开飞机航线，甚至防止被在轨运行的卫星或太空垃圾撞到，这都是麻烦事。

月球电梯的底端离地球有好几万公里，倒是不会给卫星和飞机“添堵”。但庞之浩表示：“月球围绕地球转动，只怕缆绳都拉不直。更别说那么长的缆绳根本无法实现。”

杨宇光说，地月运动非常复杂，具备不规则性和不确定性，由地球、月球乃至太阳引力产生的摄动，将影响到太空电梯的稳定性。

悬浮式的太空电梯两头不靠，但同样躲不过引力影响。同时太空电梯还要经受空间辐射等恶劣太空环境的考验。

再退一步说，抛开工程问题，太空电梯还面临一个绕不开的话题——成本。

前述论文作者声称，建造Spaceline只需大约十亿美元，53次旅行就能回本。一位作者表示：“这个太空电梯的价格之便宜让我大吃一惊，只要一个有点想法和热情的亿万富翁就有能力建造实现。”

这样的成本估算让杨宇光大吃一惊。他很委（zhi）婉（bai）地表示：别说十亿，十万亿也不够。

杨宇光说，按照目前宇航发射行情，将一公斤重的东西送到近地轨道，平均成本大约是5000到1万美元，送到月球，成本将呈几何增长。那么先不算材料费和各种设备的造价，光是把几十吨材料，以及空间站、工程设施送上去，运费就得花多少？

更重要的是，这样的月球电梯，对降低空间运输成本的作用也很有限。杨宇光说，目前人类进入太空成本最高的是天地往返，也就是从地面出发进入轨道的阶段。而Spaceline将入口设在几万公里高度，恰恰遗漏了这个阶段。如果从近地轨道出发，利用电推进技术前往月球或深空，其实不需要太多消耗，与乘坐太空电梯相差无几。

无论如何，太空电梯的构想为人类勾画了美好的前景。目前美国、欧洲、日本包括中国等，都有机构在开展相关研究，业内普遍认为在本世纪内有望取得成功。庞之浩说，如果各国能够开展合作，研制进度或许可以更快些。

而对于Spaceline这样的月球电梯，杨宇光表示：“完全是没影的事，我觉得100年也做不出来。”