太空电梯实现“2050太空之旅”

不是从地面建造，而是通过从地球静止轨道上下延伸系绳来建造

太空电梯，顾名思义，就是在太空和地球之间运行的电梯。当大多数人想到电梯时，他们可能会想到建筑物等中使用的东西，但目前正在考虑太空电梯，其结构与普通电梯有很大不同。有许多人造卫星绕地球运行，但您可能知道其中一些被称为地球静止卫星。对地静止卫星是一颗在地球上空约 36,000 公里（对地静止轨道）运行的卫星，每 24 小时绕一圈，与地球自转相同，因此它看起来是静止在距地球一点的地方。它们的特点是能够从固定点观测地球上同一区域，气象卫星和广播卫星就是代表性的例子。太空电梯的基本思想是在这个地球同步轨道上建造一个空间站，并确保其重心不偏离地球同步轨道，上下延伸一根称为系绳的缆绳，并上下移动攀登者（电梯）。

[照片]太空电梯的基本原理。通过上下拉伸系绳（电缆）以保持重心不离开地球静止轨道，最终到达地面。从地面看似乎是静止的（由太空电梯协会提供）

太空电梯的概念并不新鲜，早在 1960 年就已被提出，但直到最近它还像是科幻小说中的情节。那是因为没有任何材料可以制造出总长度数万公里的系绳。如果您尝试悬挂长电缆，系绳会因其自身重量而断裂。例如，钢丝的最大长度为15公里，更长的系绳无法悬挂。然而，1991年，Sumio Iijima发现了一种新的极其坚固的材料，称为碳纳米管。碳纳米管由一个碳原子厚的石墨烯片制成，卷成管状，理论上具有太空电梯系绳所需的强度。碳纳米管的发现极大地增加了制造太空电梯的可能性。

[照片]太空电梯的结构目前被认为是高度可行的。地球静止轨道站上方和下方均设有站，海上还将安装一个站（太空电梯协会提供）

太空电梯的优点是可以高效地将物资运送到太空而不破坏地球环境

而且，火箭发射很容易受到天气的影响，即使我们想将物资陆续运送到太空，事情也往往不会按计划进行。太空电梯的另一个优点是它们比火箭更不易受到天气条件的影响。

实现太空电梯需要人类意识的改变

通过这种方式，太空电梯有望成为替代火箭将材料运送到太空的一种手段。然而，为了实现这一目标，必须克服各种尚未解决的问题。首先，存在技术问题。虽然碳纳米管的理论强度肯定满足系绳所需的强度，但目前还没有技术能够制造出能够持续近10万公里同时保持该强度的系绳。青木假设这种技术将在 2030 年左右建立，如果那时开始建设，它将在 2050 年左右完成。

接下来是国际政治问题。问题是，一个国家或一个公司是否可以拥有像太空电梯这样的结构，它有可能极大地影响人类和经济的未来发展。鉴于其规模，如此大规模的建筑需要作为全人类的共同资产共同拥有和运营。太空电梯并不以安装绳索而结束。长期维护和检查对于确保登山者能够安全地上升和下降系绳非常重要。换句话说，为了运行太空电梯，所有国家都必须作为一个超越国界的全球范围内的项目进行合作。除非每个人都有生活在地球上的社区意识并消除国家之间的冲突，否则人类将无法迈向下一步。建造太空电梯可能是实现这一目标的第一步。

从2009年开始，旨在实现太空电梯的技术竞赛

太空电梯协会是一个综合法人协会，正在积极致力于实现太空电梯。太空电梯协会的成立是为了积累和传播建造太空电梯所需的知识，开发技术，并致力于早日实现太空电梯。其独特的活动之一是太空电梯技术竞赛。自2009年起每年举办一届，2012年举办第四届比赛（2013年起更名为太空电梯挑战赛，并以纪录/纪录联合赛事形式举办）。这项比赛的目的是让登山者比拼如何利用氦气球从空中悬挂的绳索上升和下降，比赛的高度每年都在增加。第四届比赛原定海拔1200m，但由于氦气球爆炸等问题，海拔仍维持在780m。共有16支队伍参赛，获得最快登山奖的来自日本大学入江实验室的登山者，其平均上升速度为54公里/小时，最大瞬时上升速度为105公里/小时。当然，这次比赛中使用的攀爬器并不能直接用作太空电梯攀爬器，但通过进化这里培育的技术，有可能通向未来的太空电梯。举办比赛的另一个原因是为年轻一代创造接受新挑战的机会。 “当今世界，大多数在天空、海洋和陆地上移动的交通工具都已实现。因此，主题是如何改进和改进现有技术，但太空电梯的正确形式尚未确定。这就是为什么我希望年轻人能够体验从无到有的创造和建造东西，”青木说。

[照片]参加2012年第四届太空电梯技术大赛的登山者

首先它将用于运输货物，下一步将是供人类乘坐

太空电梯建成后，首先将用于运输货物。下一步将是让登山者载人上下太空电梯。由于被称为宇宙射线的辐射也在外太空飞行，因此也需要对其进行防护。然而，对于人类来说，地球已经变得越来越小。到2050年，地球总人口预计将超过90亿，冒险进入外太空寻找居住地的想法将不再是科幻小说中的情节。

先生青木这样描述他未来的关系。 “如果我们现在不开始努力，我们肯定无法在2050年实现这一目标。我们不是在谈论模拟，但除非有一个实际制造和试验的过程，否则它不会发生。这就是为什么我们相信我们现在正在做的事情将为实现未来的太空电梯做出贡献。我们希望举办具有这种成就感的技术竞赛和其他活动。”

实现太空电梯的道路绝非易事，但建造宇宙尺度结构的宏伟计划是一项挑战，需要全世界人类的共同努力。

作家

石井英雄（石井秀夫）

1970年出生。东京大学工学研究科材料科学研究科硕士毕业。
20年写作经验。大学期间，他开始为电脑杂志和书籍撰写评论文章，研究生毕业后成为一名全职作家。他的专长是与硬件相关的文章，例如笔记本电脑、移动设备和自制电脑，但他对科学有着广泛的兴趣。他主要为《Weekly ASCII》、《ASCIIjp》、《PC Watch》等撰写文章，并撰写了十多本书籍和书籍，其中大部分是合着。