埃隆·馬斯克是公認的很有遠見的工程師，他是私人太空旅行的先驅，超級高鐵概念的提出者（ps.超級高鐵：在金屬管道中僅用35分鐘就能把人從洛杉磯發射到舊金山）。但仍有一些新概念，就連他都認為是天方夜譚，太空電梯就是其中之一。

  “這是極其復雜的，我不認為太空電梯的構想能實現”，埃隆·馬斯克去年八月在麻省理工的一次研討會上說，他表示建一座從洛杉磯到東京的大橋都比太空電梯容易。

  在地球自轉下，用航天艙沿著巨大的纜繩把人和貨物送入太空，這通常是科幻小說里的情節，但我們從沒想過這會成為現實，我們真的能實現太空電梯嗎？

  根據之前的調查，太空電梯的擁護者們不認為這是在開玩笑，他們認為化學火箭只是一種過時的、危險的、對環境有害的過度品，他們提出了替代的方法——通向太空的軌道：一條強度極高的纜繩，一端固定在地球表面，另一端連接在一個在地球同步軌道上運行的配重物上，電力驅動的飛船沿著這個軌道駛向太空。根據國際宇航學會（IAA）最近的報告，這種電梯一旦建成，向太空中運送貨物的成本將減至$500每千克，而目前的成本約為$20000每千克。

    “這項驚人的技術能讓太陽系對我們人類徹底開放”，國際太空電梯聯盟總裁兼IAA報告第一作者PeterSwan說，“最初我們會建造幾個不載人的實驗品，之后大概10到15年，我們將會擁有6到8個安全的可載人的太空電梯”

  追根溯源  

  不幸的是，這種軌道不僅需要長達100000千米——比地球周長的兩倍還要長，還要承受軌道自身的重量。顯然，地球上沒有材料能滿足這些要求。

  但仍然有一些科學家認為太空電梯是可行的，而且在21世紀就能實現。一家日本建筑公司聲稱計劃在2050年前建成一座這樣的太空電梯；一些美國科研人員最近發明了一種類金剛石納米材料，他們相信這種材料的強度足夠高，能讓我們在有生之年見到真的太空電梯。

  太空電梯的設想可以追溯到1895年，俄羅斯教師Konstantin Tsiolkovsky受到當時剛建成的巴黎埃菲爾鐵塔的啟發，開始思考如何修建一座通往太空的塔，從而不用火箭就可以把飛船送入太空。科學小說家Arthur C Clarke 1979年寫的《The Fountains of Paradise》一書更加激發了人們對太空電梯的興趣，書中的主人公修建了一座太空電梯，這座太空電梯與我們現如今提出的設計很相似。

  但如何把太空電梯變成現實？“我喜歡這個別出心裁的創意”，倫敦大學學院高度、空間和極端環境醫學中心的創始人KevinFong說，“我能理解人們為什么被太空電梯的概念吸引，因為如果我們可以安全、便宜的進入太空，整個太陽系就會成為我們的囊中之物”。

  安全問題

  最大的挑戰是如何建造。“首先，我們需要一種韌性足夠強，質量、密度特性恰到好處的材料，從而可以承受巨大的拉力，但符合這些的材料現在還不存在”，Fong說，“我想實現太空電梯將是我們人類探索太空進程中最困難的一步”。

  而且目前仍存在安全問題，他接著說，“就算我們能克服建造過程中的困難，試想建成后，太空車沿著這么長的軌道行駛，還要提防被太空碎片擊中，這太恐怖了”。

  在過去的12年里，有三種太空電梯的概念設計。第一個是由Brad Edwards和Eric Westling在他們2003年的著作《Space Elevators》中提出的，他們設想用地基激光驅動電梯，可攜帶20噸貨物，運輸成本為$150每千克，而建造成本約為60億美元（39億英鎊）。

  從這種思路出發，IAA在2013年設計了一種太空電梯，在最初的40千米給飛船周全的護送，之后的路程中飛船將利用太陽能繼續行駛，運送每千克貨物花費$500，初期投資約為130億美元（85億英鎊）。

  對于在太空中，纜繩另一端，維持纜繩繃緊的配重物的選擇，最初提案之一是俘虜一顆小行星。IAA的報告稱，未來這可能是一種選擇，但目前還無法實現。

  浮錨

  IAA報告的作者們還表示，配重物必須耐輻射，能抵御來自流星的傷害和溫度波動等。

  他們同時提議地球端的錨點應該是一個有油輪或航空母艦大小的浮動平臺，應該設置在赤道附近，因為這樣可以讓承載能力最大化。他們推薦的地點是加拉帕戈斯群島以西1000千米的地方，因為那里很少有臺風、龍卷風等極端天氣。

  日本五大建筑公司之一的大林組株式會社，去年聲稱計劃建造一個更驚人的太空電梯，磁懸浮驅動的自動車行駛在軌道上，跟高速鐵路很相似，這種設計將需要更高強度的結構。根據他們的設計，建造需要花費1000億美元，但可以把運輸成本降至$50-$100每千克。

  毫無疑問，想要建成太空電梯，還有很多問題需要解決，如今唯一無法實現的大概就是纜繩本身，Swan說。

  “找到制作纜繩的材料是目前的主要挑戰，”他說，“其他的的都是小菜一碟，我們現在都能實現”。

  金剛石纜繩

  目前最有希望符合纜繩要求的材料是人造碳納米管（CNTs），抗張強度為63吉帕斯卡（GPa），約為最堅固的鋼的13倍。

  自從1991年人類發明了人造碳納米管，它的最大長度一直在穩步增加。2013年中國研究人員稱制成了半米長的人造碳納米管，IAA報告的作者們預言，2022年前長達一千米的人造碳納米管將會問世；截至21世紀30年代，人造碳納米管的最大長度就能滿足太空電梯的要求。

  與此同時，今年九月出現了一種有希望與人造碳納米管抗衡的材料，賓夕法尼亞大學化學教授JohnBadding帶領的團隊在《Nature Materials》期刊發表的論文稱，他們創造出了一種超薄的新材料“diamond nanothreads”（金剛石纜繩,一種由鉆石構成的納米級材料），比人造碳納米管強度還要高。

  他的團隊把苯壓縮到200000倍大氣壓，然后緩慢釋放壓力，這時原子開始重新排列，形成一種新的、高度有序的類金字塔型結構。

  這些“小金字塔”連接在一起形成了一種超薄的螺旋結構，由于尺寸原因，我們無法直接測量它的強度，但理論計算表明，它比迄今為止最硬、最結實的合成材料強度還要高。

  控制風險

  “科學表明，金剛石纜繩 和人造碳納米管的強度足夠滿足太空電梯的要求，唯一的問題是如何把他們做的足夠長”，Badding說。

  如果材料的強度足夠，把太空電梯組裝起來就成了首要問題。當然還有些其他令人頭疼的問題，比如：安全問題、資金問題、利益沖突等。

  “當然還有一些困難，比如修建橫貫大陸、巴拿馬、蘇伊士運河等的鐵路”，他說，“這需要耗費大量的時間和金錢，但人類團結起來，問題都會解決，風險也會逐步降低”。

  即使是一向對太空電梯持消極態度的馬斯克，也不敢全盤否定太空電梯。“我認為太空電梯目前還沒什么意義，但我更希望有人能證明我是錯的”，他在去年的MIT研討會上說。