建造太空天梯，难点在哪里？-百家号
摘要：建造“太空天梯”的困难在于没有强度足够的材料。目前，人们可以生产出比钢铁坚韧数百倍，而重量却只有钢铁几分之一的纳米材料。但问题是，一旦纳米材料到达微米的尺度，其强度和韧性就开始下降。
英国着名科幻作家Arthur C. Clarke在小说《天堂之泉》中，首先向主流科学社会和公众介绍了“太空天梯”的设想。“太空天梯”的主体结构为：一根一端连接地球，另一端连接在地球同步轨道之上运行平衡物的缆绳。它把人和货物送入太空消耗的能量比用火箭运送少得多。比起依靠燃烧昂贵的燃料把货物推离地面，“太空天梯”能够以更加廉价的方式把货物送入太空。“太空天梯”这种想法非常令人着迷，吸引了很多科学家和对科学有兴趣的人。但为什么在实际中“太空天梯”迟迟没有出现呢？其实，这并非人们不往这个方向努力。建造“太空天梯”的困难在于没有强度足够的材料。目前，人们可以生产出比钢铁坚韧数百倍，而重量却只有钢铁几分之一的纳米材料。但问题是，一旦纳米材料到达微米的尺度，其强度和韧性就开始下降。因此，在开始建造“太空天梯”之前，如何让材料在纳米尺度上的性质在宏观尺度上继续保持，是首先要解决的问题。虽然还有很多问题困扰着科学家，但是Arthur C. Clarke一直认为“太空天梯”的出现只是一个时间问题。同步轨道太空城市建立天梯，那可是一步登天上天宫，真是神话的天宫，感觉不远了
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建造太空天梯难度在哪？ 缺乏高强度绳子
英国著名科幻作家Arthur C. Clarke在《天堂之泉》中，首先向主流科学社会和公众介绍了“太空天梯”的设想。 “太空天梯”的主体结构为：一根一端连接，另一端连接在地球同步轨道之上运行平衡物的缆绳。它把人和货物送入太空消耗的能量比用运送少得多。比起依靠燃烧昂贵的燃料把货物推离地面，“太空天梯”能够以更加廉价的方式把货物送入太空。 “太空天梯”这种想法非常令人着迷，吸引了很多科学家和对科学有兴趣的人。但为什么在实际中“太空天梯”迟迟没有出现呢？其实，这并非人们不往这个方向努力。建造&太空天梯&的困难在于没有强度足够的材料。目前，人们可以生产出比钢铁坚韧数百倍，而重量却只有钢铁几分之一的。但问题是，一旦纳米材料到达微米的尺度，其强度和韧性就开始下降。因此，在开始建造“太空天梯”之前，如何让材料在纳米尺度上的性质在宏观尺度上继续保持，是首先要解决的问题。 虽然还有很多问题困扰着科学家，但是Arthur C. Clarke一直认为“太空天梯”的出现只是一个时间问题。
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保存至快速回贴12人探索：文章要介绍“揭秘美国建造“月球天梯”从月亮直通太空（图）【图文】”，内容是小编在网络上精心整理的，在这里与大家分享。使用一根绳子连接地球和航天器，人们乘坐太空电梯上下穿梭？1895年，俄罗斯科学家首次提出太空梯概念，历经上百年研究，这个梦想仍未实现。最大的挑战在于，没有人能造出数万公里长的超强缆绳。然而，在美国华盛顿召开的&国际天梯大会&，却准备向人们宣告这一梦想的&实际进展&。美国企业家迈克尔莱恩甚至表示，他们准备另辟蹊径，在10年内建成从月球通向太空的&月球天梯&。未来乘&电梯&上太空？据美国&今日宇宙&7月26日报道，迈克尔莱恩在2003年成立了LiftPort公司，投入巨资研究从地球通往太空的天梯。太空梯基本上就是一条长长的缆绳一端固定在地球上，另一端固定在地球同步轨道的平衡物(如大卫星)上。在引力和向心加速度的相互作用下，缆绳被绷紧，太空梯将利用太阳能或激光能沿缆绳上下运动。在正常情况下，太空梯可以一次运送30名乘客，在6个小时内抵达10万公里外的太空，每磅货物运输成本不过数百美元，而运载火箭的每磅成本高达7000美元。一旦建成，目前地球上运程最长、达800多米的迪拜塔电梯无疑将被远远甩入尘埃。天梯缆绳长达5万公里这一计划受到了美国宇航局的高度重视，然而在2007年却陷入财政危机，主要原因是制造缆绳的成本过高。人类目前已经拥有制造天梯缆绳的材料，那就是在1991年发明的碳纳米绳。直径1毫米的碳纳米绳可以承载60吨重量，然而这种材料每克价值500美元，要制造一条10万公里长的缆绳，超过任何机构的财力。莱恩表示，眼下他的工作重心转向月球梯。由于月球引力仅是地球的1/6，这可以大大降低对缆绳强度的要求。莱恩称，目前日本生产的&柴隆(Zylon)&复合纤维，成本相对较低，强度和耐热性完全满足制造月球梯的要求。据报道，这种材料已经普遍应用于防弹衣制造中。此外，构成月球梯的组件相对较轻，小型火箭就能将它们发射到月球。莱恩自信地表示，&在5到10年内，我们将实现&月球梯&梦想。&报道称，月球梯至少需要长达5万公里的缆绳，以月球可见区域中心为基点伸向地球。在地球和月球之间，存在若干&拉格朗日点&，它们与地球和月球的相对位置是基本不变的。月球梯将穿越&拉格朗日点&，向地球方向延伸。在一些更长远的构想中，地球上的太空梯建好后将和月球梯连成一体，人们经过几次换乘，可以方便地抵达月球。美国&CNET科技网&一篇文章略带调侃地描述了未来太空梯中的情景，&电梯门打开，一名年老的电梯操作员彬彬有礼地向太空乘客们问道，&请问在第几层太空下梯？&&未来月球开发指望&天梯&不过莱恩表示，月球梯不像是基于地球的太空梯，它将是一个较小的系统，只能运输200至250千克的货物，预计最先将用于在月球采集矿石标本。但它将加速人们对月球的开发，使月球成为人们前往火星和太空更深处的基地。当然，月球梯的投入巨大，后期建设也会耗费更长时间。不过莱恩认为，月球梯项目有广阔的前景，&这不是去到月球上插面旗帜，或是留个脚印，而是涉及到美宇航局预算核心部分，聚焦于技术开发与基础设施建设，保证航天探索顺利进行。&实际上，美国宇航局近年来确实非常重视太空梯项目，已将建设太空梯列为了&百年挑战&计划的首个项目，每年举行机器人攀爬缆绳和测试缆绳强度两项赛事，在2009年的竞赛中，美国一家机构成功使用激光能将机器人沿绳索送到900米的高度，取得年度大奖。
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