進入電梯，按上升按鈕就到了太空，是不是很拉風？在11月18日至20日召開的2022空間技術和平利用（健康）國際研討會上，國際太空電梯聯盟主席、國際宇航科學院院士彼得·斯旺提出，未來太空電梯作為永久性物流基礎設施，可將物資和人員運到太空，成為進入太空的新通道。

有了太空電梯，去火星或許隻要61天

造太空電梯，原理並不復雜。長長的纜繩懸在天地之間，一端固定在位於地球赤道的海洋上，另一端“抓住”地球同步軌道上的平衡物（如衛星或空間站）。沿著纜繩，一個機器（太空電梯的轎廂）可以上下移動。

斯旺介紹：“根據目前設計，太空電梯轎廂重約20噸，攀爬速度約為每小時200公裡。未來，隨著纜繩加長、轎廂攀爬速度加快，預計8天可到達地球同步軌道，14天可到達月球，61天可到達火星。”

“相比用火箭運輸，太空電梯更環保、成本更低、重復使用率更高，因此也被稱為‘綠色天路’。”斯旺解釋，太空電梯用太陽能驅動，不像發射火箭那樣消耗大量化學燃料。

而且太空電梯產生空間碎片的可能性微乎其微。科學家發現，截至2020年1月，10厘米以上的空間碎片有2.9萬個，1毫米以上的則超過1.7億個，這些碎片嚴重污染著空間環境。

“另外，利用太空電梯運輸，每公斤物資運輸成本約為500美元，比使用火箭更便宜。”國際宇航科學院秘書長讓·米歇爾·康坦表示。

斯旺認為，未來人類建火星村、月球村需要發射大量物資到太空，星際旅行也備受期待，太空電梯非常具有商業競爭力。

但火箭發射不會因此被拋棄。國際太空電梯聯盟副主席丹尼斯·萊特稱，火箭比太空電梯速度更快，能迅速穿越輻射帶，所以有人提出以“太空電梯+火箭”的方式運輸，實現互補。“如果把太空電梯看作貨船，那麼火箭就是貨運飛機。”

設計方案可行，但實踐仍面臨挑戰

太空電梯之夢由來已久。1895年，俄羅斯科學家康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基見到埃菲爾鐵塔后提出了太空電梯的設想。科幻巨匠阿瑟·克拉克在其小說《天堂之泉》中也描繪了太空電梯。但由於技術障礙，太空電梯長期停留在概念階段。

隨著航天技術不斷發展，建造太空電梯有了更多可能。據斯旺和萊特介紹，在材料方面，碳納米管和超強石墨烯被認為是建造太空電梯纜繩的理想材料﹔在設計方面，科學家目前已提出8個比較穩健、合理的科學設計方案﹔在工程方面，一些國家的科學家已開展一些小型實驗並准備深入驗証。

“當然，在理論、技術和工程層面還面臨諸多挑戰。如動力學和控制方法，新材料研發，設備設計和建造等。”中山大學航空航天學院副教授史格非表示。

很多細節問題有待科學家和工程師解答：太空電梯轎廂選擇何種驅動模式？怎麼克服重力影響？纜繩如何承受高能宇宙射線的轟擊並有效抗擺動？電梯遭遇太空碎片和隕石沖擊怎麼辦……

萊特說，科學家預估2035年左右太空電梯初步投入運行，用太空電梯載人則需要進一步驗証以確保其安全可行，或許到2045年左右實現載人，目前還沒有確切的時間表。面對這項耗時耗力耗錢的大工程，斯旺呼吁加強太空電梯的研究與合作。

科技日報記者 代小佩

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