「天梯」示意圖，紅線為纜繩。

在科技領域素來敢為天下先的日本科學家又推出驚人計畫,他們打算將此前僅存在於科幻小說描寫中的「天梯」——太空升降艙變為現實。

運輸物資也可載人

太空升降艙也被稱為「太空電梯」。根據科學家們的設想,一條從距離地面3.6萬公里的地球同步衛星向地面垂下一條纜繩至地面基站,並沿著這條纜繩修建往返於地球和太空之間的電梯型飛船,往來運輸物資。

參與研究的科學家告訴英國《泰晤士報》記者,太空升降艙可以搭載包括大型太陽能發電機、核廢料等各種物品,當然還可以載人。

《泰晤士報》說,直到目前,人類都不得不通過火箭推動克服地球引力、把自己「拋出」大氣層的方式進入太空,而太空升降艙則可以讓21世紀的宇航員享受到更為愜意的太空旅行。

更重要的是,太空升降艙上天不需要攜帶大量燃料,預計所耗能量不過為太空梭發射的1%。英一項測算顯示,用太空升降艙運送一個人和行李的費用僅相當於目前用航天飛機運送的0.25%。負責太空升降艙研製的日本太空升降艙協會主席小野秋一(音譯)說:「就像出國旅行一樣,人人都可以坐著『電梯』上太空。」

材料必須輕便又堅固

建造太空升降艙的構想引起了全球科學家和科研機構的興趣。《泰晤士報》說,目前世界範圍內同時有幾個太空升降艙研發計畫正在進行當中。一些機構還對能夠在這一方面取得突破的個人和組織「懸賞」。

而無論對於科學家還是宇航員,在實現「天梯」夢想前都必須克服一系列難題。其中最關鍵的問題在於應該用何種材料建造太空升降艙賴以起落的纜繩。這種材料必須比目前已知的各種纖維更堅固也更輕便,才能承受住太空升降艙的重量。從理論上計算,製作纜索的材料強度必須達到鋼強度的180倍左右。

此外,為了保持平衡,在衛星背向地球的一側也要架設數萬公里的索道,使得整條索道全長達到約10萬公里,相當於地球到月球距離的約四分之一。

造價可能為93億美元

不過,隨著納米技術的發展,科學家不斷開發出質量輕、強度高的碳納米管纖維材料,現有的此類纖維材料強度已經達到了所需強度的約四分之一,使得修建太空升降艙逐漸成為可能。

至於推動電梯型飛船進入太空的動力,日本大學精密機械工程教授青木吉雄說:「我們考慮採用在新幹線列車中採用的技術……碳納米管是良好的電導體,我們在考慮全程配備另一條纜繩用來供能。」據估算,採用以上技術的太空升降艙建造費用約為93億美元。《泰晤士報》說,對於這樣一項浩大工程,這一價格「低得令人吃驚」。

至於太空升降艙項目的具體時間表,則將在日本今年11月主辦的首屆「太空升降艙會議」上討論形成。