太空電梯是個很完美的科幻概念，早在人類火箭之父齊奧爾科夫斯基年代他就已經(jīng)提出了這個美好的設(shè)想：普通人能像乘坐電梯一樣，借助一根連接天地的繩纜，自由且低成本往返太空。
 日本宇宙航空研發(fā)機(jī)構(gòu)JAXA將在種子島太空中心用H-IIB火箭發(fā)射第七艘前往國際空間站的貨運飛船HTV-7，這是現(xiàn)役世界第一重的貨運飛船，可達(dá)16.5噸。不過顯然它并沒有多少讀者注意，反而被一個“世界首個太空電梯即將發(fā)射”的新聞?chuàng)屃祟^條，國內(nèi)外的小媒體上到處都是。

報道中提到的所謂太空電梯到底是什么？

它的全稱是空間系留自主機(jī)器人衛(wèi)星-迷你電梯（Space Tethered Autonomous Robotic Satellite - Miniature Elevator，STARS-Me），這已經(jīng)是STARS實驗系列衛(wèi)星第四次任務(wù)。迷你電梯其實是個昵稱，它真正的功能并非如此，真相如下。

1. HTV夾帶的貨物

日本已經(jīng)執(zhí)行了六次國際空間站的貨運任務(wù)、且JAXA擁有國際空間站上希望號實驗艙、儲藏艙、擴(kuò)展實驗艙和機(jī)械臂。HTV可以運送重達(dá)6.2噸的貨物，遠(yuǎn)超國際空間站貨運主力進(jìn)步號的2.4噸，在執(zhí)行基本任務(wù)需求時夾帶一些其他貨物也是常態(tài)。本次HTV-7任務(wù)就額外攜帶了STARS-Me，SPATIUM-I和RSP-00三個技術(shù)驗證衛(wèi)星。

2. 系留衛(wèi)星

STARS系列任務(wù)都用來驗證一種空間應(yīng)用的技術(shù)：系留衛(wèi)星，或者系繩衛(wèi)星。它的原理是通過用繩纜從母衛(wèi)星釋放一顆子衛(wèi)星、或者雙星進(jìn)行伴飛，能自由釋放、收回并重復(fù)使用，實現(xiàn)各種科學(xué)和工程研究目標(biāo)，先后有香川大學(xué)、靜岡大學(xué)等參與。
 STARS的特色在于低成本的微小衛(wèi)星編隊：兩顆微小、猶如魔方大?。?0厘米邊長的1U立方形）的衛(wèi)星通過一根約10米的細(xì)鋼纜相連。這次的-Me任務(wù)之所以叫做迷你電梯，是因為鋼纜上還將有一個小滑塊可以在鋼纜上移動，視覺上有一種“電梯”的效果，因而得名，但可以確定的是這跟太空電梯的理念毫無關(guān)系。

3. 到底是做什么的？

STARS-Me任務(wù)由靜岡大學(xué)主要負(fù)責(zé)研發(fā)。畢竟只是兩個衛(wèi)星加一起幾千克的極小任務(wù)，它的真實作用還是基本的技術(shù)驗證和教育教學(xué)，主要關(guān)于通過無線電信號接收輔助判斷衛(wèi)星狀態(tài)：兩顆衛(wèi)星都能直接與地面通信，它們之間的距離和姿態(tài)會導(dǎo)致信號接收出現(xiàn)細(xì)微的偏差，在地面的接收站可以通過兩股信號的多普勒頻移、比特率、信噪比對比等反推這個小型編隊的姿態(tài)和距離信息。

中間的“電梯廂”（6zui3zui3厘米尺寸，比雞蛋還?。в兴{(lán)牙功能，能夠通過其中一顆衛(wèi)星與地面通信，也會出現(xiàn)在兩顆衛(wèi)星的互拍中。它也能夠在繩纜上緩慢移動，作為測試任務(wù)的額外標(biāo)的，也能驗證雙星+滑塊的技術(shù)可行性，從這個角度的確是世界首例，但它的更科學(xué)叫法應(yīng)該叫做滑塊。整體上這個任務(wù)只是個實驗驗證性質(zhì)的小型任務(wù)，跟大家想象中的“黑科技”相距甚遠(yuǎn)。

4. 宣傳作用

毫無疑問，太空電梯是個大大的噱頭，引發(fā)了全世界關(guān)注，也引出了每個新聞稿里都會出現(xiàn)的大林組建設(shè)公司。作為日本最大的房地產(chǎn)企業(yè)，大林組造了無數(shù)日本的摩天大樓，太空電梯概念一直以來是他們宣傳的重要方向。部分資助這么一個大學(xué)里的小型科研項目并不昂貴，卻收獲到了萬千讀者的關(guān)注，可謂是一次成功的品牌曝光。

因而，本次報道“太空電梯”大新聞的媒體，大概像把壁虎吹作劍齒虎一樣。。。

那么，太空電梯到底可行么？直接說答案好了：不可行。隨便舉出十個原因反駁：

1. 太空電梯必須將重心放在地球同步軌道上，否則就無法相對地表穩(wěn)定，這里是絕大多數(shù)通訊衛(wèi)星所在地：圍繞地球自轉(zhuǎn)速度恰好等于地球一天，因而相對地面而言靜止或同步。這里的高度是35786千米，是摩天大樓電梯高度的數(shù)萬倍！

2. 為保證重心在地球同步軌道，在這個軌道外側(cè)（超過地球靜止軌道）需要配比一個質(zhì)量巨大的平衡錘，重量需達(dá)到萬噸級別。人類目前最強(qiáng)大的火箭僅能運送10-15噸級別載荷到此軌道；

3. 電梯運行期間會受到各種攝動干擾，為保持重心穩(wěn)定需要對這個巨大的平衡錘進(jìn)行靈活控制，它的質(zhì)量已經(jīng)遠(yuǎn)超了人類能控制的航天器極限-國際空間站（420噸）；

4. 被繃緊的纜繩需要承受巨大的應(yīng)力，人類現(xiàn)有最強(qiáng)材料碳納米管有一定應(yīng)用可能，但它僅是實驗室中存在的材料無法量產(chǎn)，科學(xué)家們只能制造出極微量的實驗品，而花費是天價；

5. 即便是碳納米管，它的長徑比也在1000:1級別（對比普通材料20:1已有理想提升），對比太空電梯的超長纜繩要求依然不夠；

6. 不僅強(qiáng)度問題，繩纜不同位置由于重力加速度和圍繞地球運動速度不同，受到的切向應(yīng)力也不大不相同，人類尚無一種靈活的材料能實現(xiàn)這些要求；

7. 地球大氣干擾巨大。大氣包含對流層、平流層、中間層、電離層等，對流層有風(fēng)雨雷電，平流層有橫向風(fēng)，中間層有劇烈溫度梯度和對流，電離層有高能粒子和磁暴等人類完全未知的空間天氣現(xiàn)象。好不容易走出1000千米的傳統(tǒng)大氣層定義區(qū)間，很不幸，僅走完了全程3%左右；

8. 電梯廂并不簡單。航天中但凡從無人變成載人，都意味著成本陡增，人是所有航天探索中最脆弱的環(huán)節(jié)。太空電梯要進(jìn)入太空，面臨復(fù)雜的大氣環(huán)境和宇宙輻射環(huán)境，電梯的防護(hù)要極端嚴(yán)格，而這無疑需要一個巨大的電梯廂，進(jìn)而要求增大繩纜的應(yīng)力、強(qiáng)度、尺寸，形成無解死循環(huán)；

9. NASA曾經(jīng)做過一些預(yù)研究，最終全部放棄。谷歌著名的X實驗室，曾經(jīng)研究過太空電梯可行性，最終宣布放棄，因為它的技術(shù)難度“遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人類現(xiàn)有技術(shù)水平”；

10. 人類航天已經(jīng)愈發(fā)成熟，隨著可回收運載器和航天器的快速研發(fā)，尤其是商業(yè)航天的加入，航天成本也在迅速降低，太空電梯最吸引人的“價格優(yōu)勢”并不存在。

以上，別鬧了，大家還是老老實實支持可控核聚變這種靠譜的技術(shù)吧，改變?nèi)祟惾克耍ㄊ謩踊?/span>

來源：科普中國網(wǎng)