長10萬公里，強度是鋼鐵276倍，太空電梯必將在我國率先升空

自三峽大壩以來我國在基礎設施建設領域就有了「基建狂魔」的美譽，常年保持高速公路、高速鐵路新開通運營里程世界之最、世界十大最長橋樑我們有六座、世界十大水電工程有半數以上在我國，還有全球每年一半高層建築也都在中國完工，我們為什麼如此痴迷於基建？

不是為了建而建，主要是因為我們疆域十分廣大、人口世界第一，因此產生了天量的基建需求。所謂基建狂魔不過是老外重新認識我們打上的一個新標籤，事實上這種天賦異稟早已貫穿於中華上下五千年發展史中。比如，縱橫大江南北的馳道、萬里長城、數千年前建設使用至今的都江堰等等，不勝枚舉。

如今地球已經無法滿足基建狂魔的建設需求，我們已經做好準備要在太空干一票大的。62年前人類第一顆人造衛星斯普特尼克一號發射入軌，正式開啟航天探索大門，然而半個多世紀以來人類進入太空的方法至今沒有什麼變化，化學燃料火箭仍是主力。

進入21世紀以來民營航天在大洋彼岸率先開花結果，誕生了獵鷹9號、重型獵鷹兩款部分重複使用運載火箭，最大限度降低了航天器入軌發射成本，然而這仍然是治標不治本。什麼時候我們進入太空可以像搭乘民航班機一樣低廉便捷？

目前人類在軌衛星規模已有2000餘顆，再有不到兩個月時間我們將迎來21世紀的第三個十年，世界航天也將迎來一輪爆髮式增長。在天基互聯網、天基物聯網、天基遙感等應用需求刺激下，各國計劃發射衛星總規模將是以「萬」為單位計算，航天器入軌規模、質量都與昔日不可同日而語，唯有革新入軌方式才能滿足人類日益增長的航天需求。

尤其是近兩年我國科學家率先提出開發建設地月空間經濟區的全新概念，該經濟區主要包括近地軌道空間、地月轉移軌道空間、月球引力空間三大空間領域，載人月面考察站、太空電站、空間在軌加工工廠等多型大規模綜合航天工程將紛紛上馬，其入軌難度、入軌規模將陸續創造一個又一個世界之最。

如何將這些動輒數十噸、數百噸、乃至成千上萬噸的航天載荷送入軌道？依靠傳統火箭必然會帶來飆升的成本，從能量消耗角度考慮，從地面出發隨著軌道高度增加運輸難度會持續增加，但到達距離地球約3.6萬公里的靜止軌道高度後，引力數值出現拐點，運輸難度會驟然下降，如果能在地球靜止軌道設置中轉站以承接更遠深空的航天器運輸需求，人類就能在廣袤的地月空間干更多工作。

坐著電梯上太空一直是人類夢寐以求的入軌方式，傳統運載火箭為了克服強大的地球引力，從來不是直升式入軌，而是以彈道軌跡基於更高的入軌速度切入地球軌道。太空電梯也不是傳統的剛性連接電梯，而是一種柔性連接電梯，普通近地軌道或者其他軌道都難以部署太空電梯，因為這種電梯需要與地球自轉角速度保持同步，也就只有地球靜止軌道可以滿足需求。

太空電梯的具體實施方案是向地球同步軌道發射一座大型太空站，爾後通過太空站釋放纜繩與地面基座相連，在地心引力與向心加速度作用下繃緊纜繩，同時纜繩需要向更遠深空方向延伸數萬公里，並配以重量平衡器，整個纜繩總長度預計將達到10萬公里，爾後太空艙從地面出發以電磁發射原理沿著纜繩前進，如此一來太空電梯即可建成。

太空艙爬升速度可以達到與動車組列車相近的200公里時速，太空電梯可以承運各類軌道航天器，近地軌道載荷在抵達對應高度後即可與纜繩分離，當即獲得初始軌道速度，只需航天器稍微加速即可獲得穩定軌道運行的飛行速度，其他軌道原理也是大同小異。

制約太空電梯發展的瓶頸主要來自纜繩材料，如果是傳統鋼絲繩那麼當它延伸至天空9公里時就會在自身重量下被拉斷，太空電梯纜繩需要一種高強度、高韌性、輕質屬性材料進行製備。

碳納米管就是理想的太空電梯纜繩材料，其拉伸強度是鋼鐵的276倍，完全符合高強度、高韌性、輕質屬性要求，可以輕鬆承載60噸級載荷貨物，但這種理想材料卻面臨著製備難題，目前人類只能製造出毫米級碳納米管。

在這一領域我國進展出乎很多人預料，早在2013年清華大學魏飛教授團隊就創新製備工藝生產出了長達半米的碳納米管，一舉打破世界紀錄，為太空電梯研製開闢了新技術路徑，別看只是半米，但卻是工藝的革命性進步，從零到一很難，但從一到一萬卻要輕鬆得多。

在我國有很多尖端科技報道都習慣了「出口轉內銷」方式，太空電梯這次也不例外，近日，俄羅斯托木斯克理工大學新技術工程學院院長阿列克謝·雅科夫列夫在接受採訪時表示，據我掌握的消息，為了構建地月空間經濟區，中國正在計劃實施太空電梯項目，目前正在研發材料，這種材料將成為運送技術的基礎，通過這種技術可先將物資和人員送往地球靜止軌道，然後再發往月球，這或將在未來10-15年內實現。

太空電梯最佳應用場景是月球，現如今我國正在快速推進載人登月工程，配套的新一代重型載人火箭關鍵子系統攻關正在向深水區推進，新一代大噸位載人登月飛船試驗船預計將於明年首飛，要想大規模開發月球就必須突破往返月面的運力瓶頸。

如果繼續沿用阿波羅載人登月飛船的月面起飛方案，勢必造成任務成本急劇升高，同時效率也難以保證，月球引力相對於地球要小得多，而且幾乎不用考慮太空垃圾干擾太空電梯的安全運行。

構建航班化地月空間運輸系統是建設地月空間經濟區的基礎條件，太空電梯、重型運載火箭、可重複使用空天飛機等多型戰略裝備相繼投入研製表明我國工業能力與條件已經今非昔比，具備了向更高目標發起衝擊的能力，用前人的話來說，中華民族應當是對人類文明有較大貢獻的，這既是我們的責任更是使命。

地月空間經濟區的建設甚至已經不能用「超級工程」來形容，因為它是接替海洋文明的全新戰略空間，可以決定未來三五百年的國運，甚至是更長時間，而我們已經開始先於他人行動起來。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！