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太空電梯，一個(gè)聽(tīng)起來(lái)極具科幻色彩的概念，但卻很有可能在我們有生之年變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，甚至有日本科學(xué)家作出預(yù)言，人類最早將在2050年建成第一個(gè)真正意義上的太空電梯，這可能嗎？真有可能，如果你問(wèn)我憑什么這么說(shuō)，就憑它是出自齊奧爾科夫斯基之口。

齊奧爾科夫斯基生于1857年的俄國(guó)，是一名數(shù)學(xué)和物理老師，他還有著另一個(gè)科學(xué)界公認(rèn)的頭銜，那就是“宇航之父”。如果你對(duì)于齊奧爾科夫斯基一無(wú)所知，那么你一定會(huì)對(duì)這個(gè)頭銜感到一頭霧水，一個(gè)生活與19世紀(jì)的俄國(guó)人，怎么會(huì)被稱為宇航之父呢？要知道直到1903年的12月17日，萊特兄弟才發(fā)明了飛機(jī)并完成首次試飛。也就是說(shuō)齊奧爾科夫斯基連飛機(jī)都沒(méi)有見(jiàn)過(guò)。

齊奧爾科夫斯基不僅沒(méi)有見(jiàn)過(guò)飛機(jī)，還天生失聰，就連數(shù)學(xué)和物理都是自學(xué)成才，但他敢于想象，他相信人類總有一天能夠離開(kāi)地球，前往宇宙。

既然認(rèn)為人類能夠離開(kāi)地球，那就必須要拿出方法，否則就成了信口胡謅，于是齊奧爾科夫斯基提出了噴氣式火箭的構(gòu)想，在此之后又提出了液體火箭燃料和多級(jí)火箭的方案?，F(xiàn)在我們都清楚了，齊奧爾科夫斯基的超前構(gòu)想全部變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)，所以齊奧爾科夫斯基也就當(dāng)之無(wú)愧地贏得了“宇航之父”的頭銜。而除了火箭之外，齊奧爾科夫斯基還構(gòu)想了另一種前往太空的方法，那就是太空電梯。

相比火箭而言，太空電梯的構(gòu)想就顯得玄乎多了，地球并不是一個(gè)靜止不動(dòng)的球體，它每時(shí)每刻都在轉(zhuǎn)動(dòng)，在赤道地區(qū)，地球自轉(zhuǎn)的線速度可以達(dá)到每小時(shí)1670公里，在如此高速轉(zhuǎn)動(dòng)的球體上，如何能夠立得住一根細(xì)長(zhǎng)的電梯呢？這聽(tīng)起來(lái)的確是不可能，但實(shí)際上卻完全可以做到。

有質(zhì)量的物體都具有引力，且質(zhì)量越大，引力就越大，地球是一顆質(zhì)量為5.965x10∧24kg的球體，所以引力是頗為強(qiáng)大的，即便是達(dá)到了第一宇宙速度進(jìn)入了近地軌道，依舊會(huì)受到地球引力的影響。在地球軌道運(yùn)行的物體除了受到引力的影響之外，還受到一個(gè)與引力方向相反的虛擬力的影響，也就是慣性離心力。

物體所受的引力與距離的平方成反比，也就是說(shuō)距離地球越遠(yuǎn)，所受的引力作用就越小，而物體所受的慣性離心力與距離成正比，距離越遠(yuǎn)，慣性離心力越大，所以在地表之外一定高度的地方，引力與慣性離心力的大小趨于一致，實(shí)現(xiàn)了平衡，這個(gè)位置就被我們稱之為“地球同步軌道”。

位于地球同步軌道的物體會(huì)跟隨地球自轉(zhuǎn)同步移動(dòng)，所以在地球上看起來(lái)，這條軌道上的物體就是靜止不動(dòng)的，所以這條軌道就可以用來(lái)安放太空電梯的終點(diǎn)站。現(xiàn)在終點(diǎn)站有了，接下來(lái)的問(wèn)題就是如何把地面上的起點(diǎn)與太空中的終點(diǎn)連接起來(lái)。

地球同步軌道位于地表3.6萬(wàn)公里之上，但我們?cè)诮ㄔ祀娞莸臅r(shí)候卻不能夠只建造3.6萬(wàn)公里的長(zhǎng)度。

因?yàn)槲挥诘厍蛲杰壍乐碌碾娞葜黧w所受的地球引力大于慣性離心力，所以與地球的自轉(zhuǎn)速度不一致，是無(wú)法立住的。要解決這個(gè)問(wèn)題，就需要把電梯修得更長(zhǎng)，也就是說(shuō)電梯主體的總高度要大幅超過(guò)地球同步軌道的高度。這樣一來(lái)，位于地球同步軌道之上的電梯主體所受的慣性離心力就大于所受的地球引力，而位于地球同步軌道之下的電梯主體所受的地球引力則大于慣性離心力，于是兩段主體就形成了相互拉扯，如果兩段主體所受的力大小相等，那么便能夠?qū)崿F(xiàn)平衡，整個(gè)電梯不需要任何支撐，就可以在引力與慣性離心力的平衡作用下聳立于地球之上。

從理論角度來(lái)說(shuō)，太空電梯的構(gòu)想是完全符合事實(shí)的，即便是以人類現(xiàn)有的科技水平，也基本可以滿足建造條件，如果說(shuō)還差了什么的話，那就是建造材料了。

太空電梯的建造依靠的是電梯主體部分所受引力與慣性離心力的平衡，而這種平衡的實(shí)現(xiàn)是依靠“拉扯”作用，所以建造太空電梯所需的材料必須擁有足夠的強(qiáng)度。目前已知的能夠滿足太空電梯建造要求的材料只有碳納米管，但現(xiàn)在我們還無(wú)法將這種材料做得很長(zhǎng)，當(dāng)前世界上制作最長(zhǎng)的碳納米管材料只有半米，是由清華大學(xué)的科研人員完成的，所以要打造數(shù)萬(wàn)公里的太空電梯，還尚需時(shí)日。

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