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人类从地球到太空一定要用飞行器？当然不是。科学家曾提出过一种全新的登陆太空方案——天梯计划。20世纪90年代，人类发明一种碳纳米管，基于这种材料轻巧、坚韧的特性，科学家将其视为打开宇宙之门的“钥匙”。
2005年3月23日，美国航空航天局正式宣布太空天梯已成为世纪挑战的首选项目。并联合布拉德利·爱德华兹博士的洛斯阿拉莫斯国家实验所，共同探究用碳纳米管材料制作太空天梯的可行性报告。 爱德华兹在计划书中建议将两根最多25.4厘米宽的碳纳米管缆绳运到赤道上空约35000千米的地球同步轨道，系在地球同步卫星上，然后让两根缆绳的另一端飘回地面，与太平洋中一个类似石油钻探平台的设施相连。同时，将系在卫星上的缆绳向地球外上升到约69.9万千米的太空，两根缆绳的中心点应一直保持在地球同步轨道上。随后，让装有接触踏板的“车厢”在激光能源的推动下，从地球表面沿缆绳向上攀爬，从而像拉链一样将两根缆绳黏合到一起。另外229个这样的“车厢”将更多的碳纳米纤维结合到一起，形成一根宽约1米的缆绳。这样，太空天梯便建成了。 等待奇迹：需要更长的碳纳米管 爱德华兹曾在2004年大胆预言：2019年之前，科学家们将在距离厄瓜多尔海岸1931千米的海面上建立一个平台，一根约1米宽、厚度比纸还薄的碳纳米管缆绳的一端与该平台相连，另一端伸向约10万千米的太空，在地球旋转的向心力作用下，缆绳将会被拉得很紧。 计划中最吸引人的是，太空天梯可以极大地降低运载成本，每0.45千克只需要100美元（目前的成本为10000美元）。建成“太空天梯”的成本为70～100亿美元，这远远低于大型的太空项目。英国一项测算也显示，太空天梯的运送成本仅占常用航天器的0.25%。它一旦建成，将大大提高人类造访太空的频率，也将开启人类探索太空的新纪元。
关于天梯计划的可行性，天文学家仍议论纷纷。不过令学界震惊的是，NASA已经认定这项设想具有极大的可能性。NASA专家戴维·史密瑟曼说：“这是迄今为止我见到过的最大胆而又最详细的设想。” 不过，想要“太空天梯”计划最终实现，需要更长的碳纳米管。 虽然如今看来，爱德华兹的预言在短期内无法实现，但他勾画出来的太空天梯场景及其可行性，还是给人类带来曙光。 困难重重，但“天梯”仍已启动 虽然碳纳米管已被视为天梯所用材料的最佳目标，但碳纳米管的研发仍有很长的路需要走。此外，一旦有了足够长的碳纳米管，要把它们做成高质量的纤维，还需要纺织技术的配合，传统的纺织技术无法做到。现有的做法包括聚合物熔融、气相沉积、静电纺织等，但这些方法都还需要改进。另外一个但无法回避的现实是，目前超级纳米纤维的研制已吸引了数十亿美元的科研经费。但就目前的研究现状来看，设想变成现实仍遥遥无期。 不过，虽然在材料研究与计划实行上存在很多争议与困难，但这并不妨碍“太空天梯”计划已经启动。 2012年，由美国航空航天局前工程师迈克尔·莱恩创办的电梯港公司宣称：该公司可用现有技术在月球上建造一座太空电梯，并表示这一想法能在8年内成为现实。 2012年，日本的大林组也首次完整提出“天梯”计划，并希望在2050年前完成。为此，他们邀请所有日本的大学参与进来，共同研究“天梯”所需要的技术。 2015年8月加拿大的托特公司表示，他们计划建造一个太空电梯，高度约20000米。该公司已获得一项美国专利权用于建造独立塔状结构，可从地球表面向空中延伸至万米，这个太空塔的高度是世界上最高建筑物迪拜的哈利法塔的20倍。他们表示，未来太空电梯将作为其太空旅游业的一个重要部分。 目前，大多数科学家对此持乐观态度，他们相信人类在最近的50～100年内，就能够将“太空天梯”计划变成现实，从而改变世界。 |
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（图-太空天梯的最初设想。1979年，英国著名科幻大师阿瑟·克拉克在小说《天堂之泉》中，首次提出充满想象力的“太空天梯”概念。）
（图-碳纳米管。这种奇特的材料具有超常的力学、电学和化学性能，比如， 它在单位质量上的拉伸强度是钢铁的276倍，远超其他材料。目前最长的碳纳米管是清华大学的魏飞教授带领团队于2013制备的。他们进一步目标是制备千米以上的碳纳米管。）
（图-显微镜下的碳材料。由于元素碳在地球上普遍存在与价格低廉，碳纳米管材料的应用，将极大缩减成本。）
