日本公司计划到2050年建造一座可以进入太空的“塔”

想象一下，一根连接地球和太空的长绳可以将我们以极低的成本送入轨道，并以创纪录的速度将我们弹射到其他世界。

这就是太空电梯的基本原理。

科学家们估计，太空电梯可以在三到四个月甚至40天内将我们送到火星，而不是需要六到八个月的时间。

太空电梯的概念并不新鲜，但设计这样一个结构绝非易事，除了技术之外，还有许多其他问题阻碍着它。

这就是为什么认真建造一个的雄心，是最近才有的。

总部位于日本的大林公司（Obayashi Corporation）认为自己拥有这方面的专业知识。

日本计划到2050年建造太空电梯

以建造世界上最高的塔而闻名的东京天空之树（Tokyo Skytree），大林公司（Obayashi Corporation）宣布，它将使用自己的太空电梯达到更高的高度。

在同年的一份报告中，该公司表示将在2025年之前开始建设这个价值1000亿美元的项目，最早可能在2050年开始运营。

我们采访了撰写这份报告的石川洋二，他是该公司未来技术创新部门的一员，以了解该项目在2025年之前的进展情况。

石川洋二表示，虽然该公司明年可能不会开工，但目前“正在进行研发、初步设计、建立合作伙伴关系和推广”。

很多人都怀疑这种结构的可能性。

“这是一个奇怪的想法，”克里斯蒂安·约翰逊（Christian Johnson）说，他去年在同行评审的《科学政策与治理杂志》上发表了一篇关于太空电梯的报告。

约翰逊说：“也就是说，有些人是真正的科学家，他们真的支持这一点，真的想实现这一点。”

通往太空的廉价路线

用火箭将人和物体发射到太空是非常昂贵的。例如，美国宇航局估计其四次阿尔忒弥斯月球任务每次发射将花费41亿美元。

原因是一种叫做火箭方程的东西。进入太空需要大量的燃料，但燃料很重，这会增加你需要的燃料量。约翰逊说：“所以，你可以看到这种恶性循环。”。

有了太空电梯，你不需要火箭或燃料。

根据一些设计，太空电梯将用一种叫做“攀登者”的电磁飞行器将货物运送到轨道上。这些攀登者可以远程供电，比如通过太阳能或微波，从而消除了对机载燃料的需求。

石川洋二在为大林公司撰写的报告中写道，这种类型的太空电梯可以帮助将货物运送到太空的成本降至每磅57美元。其他太空电梯的总体价格估计为每磅227美元。

即使是SpaceX的猎鹰9号（Falcon 9），它的成本约为每磅1227美元，是发射成本较低的火箭之一，但它的成本仍然是太空电梯较高估计成本的五倍左右。

除了成本之外，还有其他好处。

约翰逊说，没有火箭爆炸的危险，“攀登者”可能是零排放车辆。以每小时124英里的相对悠闲的速度，大林公司的攀登者将比振动较小的火箭行进得慢，这对敏感设备有好处。

石川洋二说，大林公司将太空电梯视为一种新型的公共工程项目，将使全人类受益。

地球上没有足够的钢铁来制造太空电梯

目前，建造太空电梯的最大障碍之一是绳索或管道的制作材料。

为了承受巨大的张力，如果管子是由典型的材料制成的，比如钢，那么它就必须非常厚。然而，“如果你试图用钢铁建造它，你将需要比地球上现有的更多的钢铁，”约翰逊说。

石川洋二的报告显示，大林公司可能会使用碳纳米管。纳米管是一层卷起来的石墨，这种材料用于铅笔。

约翰逊说，与钢相比，它更轻，在张力下不太可能断裂，所以太空电梯可能会小得多。但这里也有个问题。

虽然纳米管非常坚固，但它们也很小，直径只有十亿分之一米。而且研究人员并没有把它们做得很长。最长的只有2英尺左右。

根据石川洋二的报告，要在到达地球同步轨道（物体与地球自转同步）的同时保持适当的平衡，缆绳至少需要22000英里长。

“所以我们还没到那一步，”约翰逊谈到纳米管的长度时说。“但这并不意味着它是不可能的。”

石川洋二说，相反，研究人员可能需要开发一种全新的材料。

其他的障碍

不管材料是什么，还有其他问题。

约翰逊说，例如，太空电梯的缆绳在如此大的张力下，很容易断裂。雷击可以使它蒸发。还需要考虑其他天气，比如龙卷风、季风和飓风。

约翰逊说，将缆绳基地设在赤道将减少飓风的可能性，但它仍然需要在开阔的海洋上，使恐怖分子更难瞄准。

它还需要实施多次旅行才能弥补巨大的建设成本。

这只是挑战的冰山一角。石川洋二说，这些问题不可能由一家公司全部解决。“我们需要伙伴关系，”他说。“我们需要不同的行业。当然，筹集资金非常重要。”

要想在2050年之前建成并投入运营，有很多障碍需要克服，尤其是因为石川洋二估计建成需要25年。他指出，2050年的预测总是伴随着对技术进步的警告。“这不是我们的目标或承诺，”他说，但该公司仍在努力实现这一目标。

“我认为这些时间估计过于乐观，”约翰逊说，“即使假设明天会有突破。”

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