天梯(又译空间电梯)

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天梯(又译空间电梯)是一种低成本将有效载荷从地球或其它星球的表面运输到空间的解决方案。这个方案旨在建造一部称作天梯的运输工具。按照[url=]太空电梯公司[/url]提出的设计方案，天梯的高度大约为10万公里。太空电梯公司是筹划天梯或天梯部件计划的几家公司之一。2006年10月，世界各地的众多团队云集美国新墨西哥州的拉斯克鲁塞斯，角逐奖额为40万美元的“天梯比赛”X奖头奖。

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为了更好地理解天梯的概念，可以想一下绳球游戏，玩这种游戏时，将绳子的一端系在一个立柱上，另一端系在一个球上。如果拿这种游戏做一个类比，那么绳子就是碳纳米管合成缆绳，立柱就是地球，这个球就是平衡站。现在，设想使这个球永不停息地绕立柱旋转，并且旋转的速度非常快，从而使绳子拉得很紧。这就是天梯的大致原理。平衡站绕地球旋转，从而使缆绳保持拉直状态，这样机械升降机就可以顺着缆绳上下升降。
平衡锤：平衡锤是一个比较重的物体，放置于同步轨道上方。
缆绳：缆绳是一条十分长且结实的绳子，上粗下细，用于连接地面与平衡锤。
货舱：货舱用于装载货物，它可以顺着缆绳在空间和地面之间上下移动。
地面基站：地面基站用于将缆绳固定在地面上，并为货舱的移动提供能源，能量通过激光传送到货舱。

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天梯的核心部件将是碳纳米管合成缆绳，它只有几厘米宽，几乎只有一张纸那么厚。碳纳米管发现于1991年，它的发现使科学家认为天梯是能够建成的。Spaceward Foundation的布拉德利·爱德华兹（Bradley Edwards）博士称，“以前，找到合适的材料难度太大了。但现在，我们离实现这一目标越来越近，因为在制造碳纳米管和有效的拉丝机方面都取得了进展，这种拉丝机能将制作伸向太空的缆绳所需的材料拉得足够长。”
碳纳米管在强度上可能会比钢高100倍，但却像塑料一样柔韧。碳纳米管之所以会有如此高的强度，是因为它们具有类似于足球的独特结构。一旦科学家们能够用碳纳米管制成纤维，那么就有可能制作出形成天梯缆绳所需的细丝。以前考虑的材料要么是强度不够，要么是不够柔韧，无法制成缆绳，而且易断。
太空电梯公司的研究主管汤姆·纽金特（Tom Nugent）说，“这种材料具有非常高的弹性模量，并且它们的抗张强度也非常高，而且，理论上使天梯相对容易建造的所有材料特性，这种材料都具备了。”
有两种方法可以制作缆绳：
用数米或更长的长碳纳米管编成类似绳子的结构。截至2005年，最长的纳米管也只有几厘米长。
可以将较短的纳米管置入到聚合物基中。目前的聚合物与碳纳米管之间结合得不够紧密，因而在拉紧时会将基质拉离碳纳米管。

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尽管缆绳仍是一个处在概念阶段的部件，但天梯的所有其他部件均可以利用现有的技术制造出来，这些部件包括机械升降机、锚站和光束动力系统。到缆绳制造出来时，其他部件也差不多都准备好了，在2018年左右即可实现发射。

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锚定平台

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据“天梯——NIAC第二阶段最终研究报告”（The Space Elevator, NIAC Phase II Final Report）的作者布拉德利·爱德华兹透露，目前估算的天梯建造成本为60亿美元，法律法规方面的费用为40亿美元（爱德华兹就是布拉德利·卡尔·爱德华兹博士，他是“碳设计”（Carbon Designs）公司的总裁和创始人。）。相比之下，1971年预测的宇宙飞船计划的成本为52亿美元，但最终却耗费了195亿美元。此外，宇宙飞船每飞行一次都要耗费5亿美元，这一数字超过当初估算的50多倍。
天梯可能会取代宇宙飞船成为主要的航天器，并将用于人造卫星部署、国防、旅游和其他开发。再往后，太空船将顺着天梯的缆绳攀升至太空中，然后再朝向其主目标发射。这种发射方式所需的燃料更少，因为它省下了采用传统方式发射时冲出地球大气层所需要的部分燃料。有些设计人员还认为，天梯可以建在包括火星在内的其他行星上。
NASA曾资助爱德华兹博士的研究长达三年。但在2005年，它仅给研究天梯的各家公司提供了2800万美元的奖金。尽管它仍然非常关注这一计划，但眼下它更愿意静观其变，等待出现更为实质性的进展。