太空電梯到底可不可行？

科技 08-29

劉慈欣的科幻著作《三體》可謂中國科幻近年來的扛鼎之作。該書講述了外星人——也就是「三體人」與地球人類之間長達百年的故事。它所蘊含的龐大設定，對宇宙的恢宏描寫以及跌宕起伏的劇情，無一不深深抓住了讀者的心。

既然是關於地球和宇宙的故事，書中自然不乏劉慈欣對未來航天科技的設想。這裡，我們將探討書中提到的航天技術，比如太空電梯、核聚變火箭和曲率驅動，並對這些航天科技進行或現實、或科幻的考據。

1、合理的航天技術路線圖

在得知外星人的入侵艦隊——三體艦隊——將於三四百年後抵達地球的消息後，人類的「危機紀元」來臨了。為了打造太陽系防禦圈，抵禦侵略，人們把打造大噸位長續航作戰平台（萬噸級太空戰艦）作為終極目標，把有待開發的技術分為關鍵技術和輔助技術。分清主次後，有限資源集中於技術瓶頸，逐級向技術頂峰攀登。其中，關鍵技術就是核聚變發動機和太空電梯。

核聚變發動機，工質or非工質？

在物理學基礎研究被三體人鎖定，基礎理論無法發展的情況下，人們只能根據各學科現有發展情況確定指標參數，推測人類可能達到的各種技術層次。據此，中國太空軍規划出萬噸級太空戰艦的三個技術層次，如下表所示：

技術層次最高速度（公里/秒）作戰半徑生態循環能力

低技術層次 800 海王星軌道內無

中技術層次 4800 柯依伯帶以外部分循環

高技術層次 16000（光速5%）奧爾特星雲附近完全循環

為保證太空戰艦擁有足夠的推力和續航動力，戰艦上只能配備人類掌握的最高密度能量——核聚變能。這時，在推進方式的選擇上，航天界出現了分歧，航天實力派主張發展工質推進飛船。航空母艦指揮官出身的中國太空軍軍官章北海認為，在強大的三體艦隊面前，人類艦隊採用工質推進就是死路一條，太陽系將變成威海衛，人類太空軍將成為第二個北洋水師。最終他單槍匹馬，用一種有爭議的獨特方式解決了這一分歧，航天科研人員終於沿著無工質推進飛船的路徑前進了。可以說，沒有章北海選擇的正確道路，地球人就沒有未來。

在「危機紀元」最初的日子裡，化學燃料火箭、太空梭、空天飛機等航天器紛紛登場又匆匆謝幕。它們或是因為性價比低，或是因為不能滿足未來星際戰爭的需要而被淘汰了。最後的勝利者屬於集中所有資源攻關的無工質核聚變發動機。

新突破，可能在哪裡？

太空艦隊需有天地往返系統、太空港口等基礎設施支持。於是太空電梯和大型永久式空間站應運而生。

輔助技術包括循環生態系統、深海狀態、人體冷凍、離子發動機、電磁發射器等。輔助技術與關鍵技術一樣不可或缺，只是它們處於技術舞台的聚光燈之外，不那麼引人注意。以艦載循環生態系統為例，這是小說中人類實現的最重要的技術突破之一。如果沒有自給自足的循環能力，人類後來的星艦文明、太空城、銀河系文明都不會出現，地球人或三體人也根本無法走出自己的家園，成為真正的太空文明。