国产科幻巨作《流浪地球2》在年春节档上映，不仅是让一众粉丝们大呼过瘾，也是在继其前作《流浪地球》后再掀科幻热潮，片中很多酷炫设备引起了各路网民热议，而太空电梯这一重要建筑物更是引来无数影迷、网友甚至科研人员们的注目，在网络上，对于太空电梯的科学合理性讨论也层出不穷。那么全长9万公里、直通天际的太空电梯是否符合科学原理？它又有没有可能实现呢？
◆太空电梯是什么？又作何用处？
顾名思义，太空电梯实际约等同于一个巨大的电梯，其底端位于地表，顶端则位于高度约为.6万公里的同步轨道（也被称为地球静止轨道）。
太空电梯是一个极其庞大的机械系统，而其能稳定存在的原因正是其精妙控制的系统重心。当重心位于同步轨道时，太空电梯自身产生的离心力将恰好相当于系统的总体重力，而向上的离心力和向下的重力，像是「揪住」系统的两端，把它「抻直」。
那太空电梯又作何用处呢？简单来说，太空电梯是一种极其廉价的太空运输系统。在目前，人类主要依赖的太空运输方式是化学燃料火箭，消耗数百吨的液体燃料把数十吨的物资输送到太空，这一方式是可以说是最简单有效的方案但同时也意味着极其昂贵的成本。而如果是利用太空电梯运输，成本则会极大地降低。
◆太空电梯可以「挂」在地球同步轨道上
太空电梯这个概念并不是大刘首创，但在科幻电影的视觉呈现中，绝对是顶级还原。
无论是分段式推进、发动机喷射、磁力抓取、还是返回大气层的冰盾，都细节满满。
实际在《流浪地球2》之前，不少科幻电影都曾出现过其身影，它甚至有超过愈百年的「历史」，早在年，俄国人齐奥尔科夫斯基（КонстантинЭдуардовичЦиолковский）就已经提出过类似的构思，也许大家对这位伟大的航天先驱并不熟悉，但他的名言：「地球是人类的摇篮，而人类不可能永远生活在摇篮中。」相信大家也都有所耳闻。
目前，网络上很多的声音都指太空电梯不止存在于概念和幻想，它在原理上是可行的，很多国家的科研机构、科学家都正在具体地研究相关方案。
那么，太空电梯的缆索或支架又将如何「挂」在茫茫太空之中？
如上文所述，地球赤道的.6万公里上空，有着「地球同步轨道」，在该轨道上的航天器，运行速度刚好与地球自转同步，从地表往上看，那么它就是相对静止的状态，理论上这一轨道上的航天器比如足够大的太空站，完全是可以充当「挂钩」角色的。这可以等同于我们在《流浪地球2》钟所看到的太空电梯轨道站点的部分，其作为配种来平衡整个太空电梯的自身重力。
在《流浪地球2》中，地表的基座是一座位于加蓬的巨大陆基设施，回归到现实的讨论，许多人认为基于海上的移动基地方案更具有可行性。可移动站点可以有效规避各种地球天气问题和轨道碎片，但有一点就是，基座必须位于赤道地区，否则是无法解决整个太空电梯系统的重心处于「地球同步轨道」的问题。
剩下的一个部分就是系缆，用某种性能强大的材料作为缆绳，用于连接顶部「挂钩」和地表基座。在缆绳上装置用于载人载物的轿厢和相关设备，也就组成了一架直上云霄的太空电梯。
◆碳纳米管或成为太空电梯缆绳的最优解
在齐奥尔科夫斯基于年提出了「太空电梯」概念以来，随着物理科学和纳米技术的不断进步，这一科学狂想正在不断地走进现实。年，国际宇航科学院（IAA）发布的名为《太空电梯时代之路》研究报告中就指出了，太空电梯计划存在的可行性及存在意义。
建立「太空电梯」的最大技术瓶颈在于缆绳。
「最核心的问题是要找到合适的材料用作电梯缆绳。」长期研究新型材料的中国科学技术大学副研究员管庆方认为，「太空电梯」代表着人类对材料极限性能的追求。
一根合格的太空缆绳，首先需要具备足够大的强度和韧性，其次要考虑材料在极端条件下的服役性能。
在2年国家宇航大会上，曾提出太空电梯系缆材料的备选方案，包括了碳纳米管、单晶石墨烯和单晶六方碳化硼。这些材料理论上确实是可行的，但目前都还只是米级制品，距离实用差距甚远，能否以低成本大规模的生产上万公里的纳米材料存在着极大的挑战。尽管如此，各国科学家并没有放弃对「太空电梯」项目的论证和研制。
年9月，美国科学家声称，他们已研发出超细，超坚固的纳米线，比之前发现的碳纳米管更坚固和牢靠，「可用于制造超坚固的轻型绳索，让打造太空电梯的梦想成为现实。」
年10月，中国清华大学一研发团队仅用一立方厘米的碳纳米管制成的高强度纤维，就承受住了头大象（超吨）的重量且不断裂，而这根小小的缆绳只有1.6克的重量。
1年8月，中国科大俞书宏院士团队成功研制出一种兼具高度可压缩性和可拉伸性的超弹性全碳多孔材料，研究人员称其为“碳弹簧”。其独特的微观结构和性能使其成为制造智能振动和磁性传感器件的理想材料，所获得的传感器件甚至能够在极端温度环境下（-到50°C）有效地发挥作用，使其应用到外太空探测任务成为可能。
就目前的技术水平而言，碳纳米管纤维将是「太空电梯」缆绳的最优解，但还需要进行更多的计算和模拟来评估其性能，当然，能否以低成本大规模的生产上万公里的纳米材料依然是极大的挑战。
◆中国航天发展路线暗示研发「太空电梯」？
在年，美国国家航天局的马歇尔研究中心发表题为《太空电梯，太空的先进基础设施》研究报告中，对「太空电梯」的可行性进行了详细论证，这是「太空电梯」构想首次获得官方认可。
美国西雅图高电梯系统负责人最近透露说，他们负责的太空电梯项目进展顺利，目前正在进行相关的技术研发。而美国航天局认为，在未来50年，他们可能建造「太空电梯」。
日本大林组公司在年就已宣布了其「太空电梯」的设想，并在年9月进行了首次迷你版太空电梯实验，目前正在验证使用的缆绳材料。
那么作为航天大国的我们呢？会不会碰巧刚好也有相关的计划呢？毕竟，我们怎么说也是这颗蓝星上无二的「基建狂魔」。
大家应该还记得此前的多家央企集体喊话《流浪地球2》助威吧，中核集团力挺行星发动机，暗示核聚变要实现；中国航天科技集团更是直接表示：「到了年，天梯、地球车站、空间驿站建设有望成为现实。《流浪地球2》的想象，我航正在努力实现！小破球，冲呀～」
中国航天科技明显不是在吹牛，早在年他们就发布了《—年航天运输系统发展路线图》，提出了面向未来的一系列航天技术目标。
按照其规划，到0年，长征系列主流运载火箭达到国际一流水平，低成本中型运载火箭长征八号实现首飞；
5年前后，可重复使用的亚轨道运载器研制成功，亚轨道太空旅游成为现实；
到年前后，重型运载火箭将实现首飞，为载人登月提供强大支持；
年左右，运载火箭实现完全重复使用，以智能化和先进动力为特点的未来一代运载火箭实现首飞，高性能智能化空间运输系统将实现广泛应用；
年前后，未来一代运载火箭投入应用，组合动力两级重复使用运载器研制成功，核动力空间穿梭机出现重大突破，小行星采矿和空间太阳能电站有望成为现实；
到年，进出空间和空间运输的方式将出现颠覆性变革，天梯、地球车站、空间驿站建设有望实现。
诚然，目前还有很多技术难题有待解答：电梯轿厢该选择何种驱动模式？如何克服重力影响？缆绳怎样在承受高能宇宙射线和有效抗摆动中找到平衡点？如何有效避免太空碎片和陨石冲击？一旦遭遇的应急预案是怎样？选址？…..
生活在年的人们，不曾想到过短短的46年之后的年，一个叫阿姆斯特朗的人会在月球上留下脚印。
虽然技术上还存着相当多的难题，但毕竟人类在探索太空这个可以上，除了运载火箭之外又开拓了一条连接地球和太空的思路。
我们的征途从来就是星辰大海。
终。
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