雷良锜
太空电梯
太空电梯
1993 第1期   - 奇思录

雷良锜


    大型火箭的发射壮观极了。几分钟内，成百上千吨化学燃料砰然腾作熊熊烈焰，把几百公斤或几吨的物质送出地球。但其高昂的代价早就引起有识之士的忧虑。

    如果有一种不需要消耗有机燃料，高效可靠的空间运输系统，如果该系统没有噪声，不引起环境污染，货运量大，如果……航天工程师缜密论证后认为，理想的空间运输工具是“通天梯”——即宇宙升降机。

    传说古巴比伦人造通天塔，希望到仙界去。由于上帝破坏，通天塔没有完成，反倒把上帝得罪了。上帝用法术使造塔的人语言混乱，一方说的话另一方听不懂。据说，世界上多种多样的语言就是这样产生的。

    以现代科技武装了的新人类再也不畏惧上帝破坏，可望在四～五代人之后造出通天塔来。宇宙升降机就能再现人类祖先的美梦。

    建造宇宙升降机的关键是一根高强度的长索。普通的钢丝如果从9公里的高空中垂下来，它就会被自己的重量拉断。把钢丝造粗些行不行呢?钢丝的粗细增加多少，它的重量也就会扩大同样多的倍数。显然，钢丝不能用来制造宇宙升降机的长索。抗拉能力最强的是碳纤维，它可以承受1千公里长的自重，遗憾的是它也不能胜任用来搓制宇宙升降机的长索。

    到底什么样的索才行呢?

    一种抗拉本领超出碳纤维十几倍以上的超级纤维才行。人们还在寻找研制这种理想的超级纤维。但如果有了理想的索，把它从空中放下来，它在空中怎样固定呢?

    妙就妙在地球赤道上的高空中，有一条同步环形轨道。在同步轨道上的任何物体，只要和地球同步也24小时转一圈，地面之人仰头看它就好象是在空中似的，处于一种巧妙的运动平衡之中。在同步轨道以下的物体，当它也保持24小时转一圈时，它的重量大于离心力，反之，在离同步轨道很远的外空间，该物体的离心力就会远大于重力。宇宙升降机的拉索如果升展到同步轨道以外很远很远的地方，另一端固定在地球赤道上一点，这根神奇的绳索就会在它自身的离心力作用下绷得紧紧的。如果你有足够的力气和勇气，就可以攀援这根长索从地球走向太空。

    理想长索长得惊人。同步轨道的高度是35770公里，宇宙升降机索当然比这更长。

    一旦有了合适的材料，我们又该怎样来建造和安装这太空电梯呢?美国地球卫星有限公司董事长查尔斯．谢菲尔德认为，整个通天梯都应该在地球之外建造，全部造好后再运到地球的同步轨道上，使接地端到达赤道上某个预定的锚固点，同时，它的另一头须稍稍伸展到同步轨道以外。为了保证有足够的张力使索绷紧，可以抓一颗小行星放在远端点捆住。索道造好之后，我们就可以造电梯了。

    电梯的电力来自太空太阳能电站。假设我们乘这电梯以每小时500公里前进，从地面到外空间要走3天。这比火箭慢，但安静得多，并且安全、舒适、价廉。

    人类不会总生活在地球摇篮里，几百年以后，当通往宇宙的桥梁造好之后，地球上的居民大规模向外层空间移民，在地球的外围会建立数以千万计的空间城。如果空间旅行都使用“老式”的化学火箭式飞船，空间城的周围会被污染得不成样子。那时，在空间城之间又会建立起宇宙索道，就象联接地球上不同城市之间的公路和铁路一样。

    在遥远的未来，从火星或金星上看地球，它的周围将布满蛛丝般的网络。宇宙索道将成为太阳系中成千成万个居民点之间来往的桥梁。