論文中提到的新型太空電梯(Spacelin)實(shí)際上是一條長(cháng)達 32 萬(wàn)公里的電纜，一頭固定在月球上，另一頭指向地球上方，可能位于距離地球 27000 英里的軌道上。

　　該論文準備投往期刊《宇航學(xué)報》(Acta Astronautica)。

　　論文中提到的新型太空電梯(Spacelin)實(shí)際上是一條長(cháng)達 32 萬(wàn)公里的電纜，一頭固定在月球上，另一頭指向地球上方，可能位于距離地球 27000 英里的軌道上。

　　該論文準備投往期刊《宇航學(xué)報》(Acta Astronautica)。

　　先談這篇論文的設想，由于月球的相對運動(dòng)，線(xiàn)纜無(wú)法固定在地球表面，所以電纜一頭固定在月球上，另一頭指向地球上方，可能位于距離地球上空接近同步軌道的高度上，這里是絕大多數通訊衛星所在地：圍繞地球自轉速度恰好等于地球一天，因而相對地面而言靜止或同步。這個(gè)方案跟此前太空電梯必須將重心放在地球同步軌道上的設定有所區別。但這就意味著(zhù)一系列新問(wèn)題。

　　例如，文章并未考慮從月球開(kāi)始建設的運輸費用成本。而這個(gè)費用是實(shí)打實(shí)的驚人。阿波羅登月計劃時(shí)期，共計消耗了約 2000 億美元，僅運輸了 6 次任務(wù)、總重不到 100 噸物資抵達月球表面。而如果建立一個(gè)從月球到地球附近、長(cháng)達 30 余萬(wàn)千米的大型穩定結構，勢必意味著(zhù)月球端巨大的建設消耗。

　　舉個(gè)例子：南京長(cháng)江大橋主橋長(cháng)約 1600 米，在如今的中國“鬼斧神工”基建面前僅是個(gè)小不點(diǎn)，但它用來(lái)承重的大型鋼纜就重達上萬(wàn)噸?？梢韵胂袢绻谠虑蚪ㄔO，這個(gè)費用會(huì )有多么驚人!

　　此外，靠近地球這一端很難保持位置穩定。在這個(gè)高度，即便是一顆采用離子電推進(jìn)的通信衛星，依然要持續不斷工作以對抗地球非嚴格球形引力攝動(dòng)、太陽(yáng)光壓、地球反照壓、日月金木火等星體引力等影響，工作壽命僅在 10 年左右。而對于這么大型的結構，勢必無(wú)法控制，甚至是地球附近最寶貴的地球靜止軌道上所有衛星的潛在災難。

　　而按照設想，載荷需要先發(fā)射到靠近地球這一端，再通過(guò)太陽(yáng)能緩慢移動(dòng)到月球附近。先不評價(jià)靠效率如此低的太陽(yáng)能走完連光速都需要 1 秒的距離(30 萬(wàn)千米，地球赤道 7.5 圈!)需要多久，單純發(fā)射到地球靜止軌道的費用就讓人震驚。目前人類(lèi)到達這個(gè)軌道的通信衛星最重約 7 噸，但代價(jià)是數億美元的花費。

　　實(shí)現跟一個(gè)完全無(wú)控的巨大鋼纜對接難度更是不可思議。即便是距離地球上空幾百千米的、兩個(gè)可控航天器空間交會(huì )對接任務(wù)，全世界能掌握的國家僅 1 只手可以數過(guò)!

　　論文中還提到，最簡(jiǎn)單版的 Spaceline 線(xiàn)纜可能或不會(huì )超過(guò) 88000 磅，并不需要用碳基材料不可，Kevlar 或其他現有材料制成就可以完成。然而，這并不現實(shí)。

　　因為被繃緊的纜繩需要承受巨大的應力，可行的材料仍然是碳基材料。但它僅是實(shí)驗室中存在的材料無(wú)法量產(chǎn)，科學(xué)家們只能制造出極微量的實(shí)驗品，而花費是天價(jià)。

　　即便是碳納米管，它的長(cháng)徑比也在 1000:1 級別(對比普通材料 20:1 已有極大提升)，對比太空電梯的超長(cháng)纜繩要求依然不夠。當長(cháng)度為 30 萬(wàn)千米時(shí)，寬度會(huì )到多么不可思議的級別!

　　不僅強度問(wèn)題，繩纜不同位置由于重力加速度和圍繞地球/月球運動(dòng)速度不同，受到的切向應力也不大不相同，人類(lèi)尚無(wú)一種靈活的材料能實(shí)現這些要求。

　　這不禁讓人想起另一個(gè)更接近真實(shí)情況的“太空電梯”：2018 年 9 月 14 日，日本宇宙航空研發(fā)機構 JAXA 將在種子島太空中心用H-IIB 火箭發(fā)射第七艘前往國際空間站的貨運飛船 HTV-7，這是現役世界第一重的貨運飛船，可達 16.5 噸。不過(guò)顯然它并沒(méi)有多少讀者注意，反而被一個(gè)“世界首個(gè)太空電梯即將發(fā)射”的新聞?chuàng )屃祟^條，國內外的小媒體上到處都是。

　　它的全稱(chēng)是空間系留自主機器人衛星-迷你電梯(Space Tethered Autonomous Robotic Satellite - Miniature Elevator，STARS-Me)，這已經(jīng)是 STARS 實(shí)驗系列衛星第四次任務(wù)。迷你電梯其實(shí)是個(gè)昵稱(chēng)，它真正的功能并非如此，真相如下。

　　1. HTV 夾帶的貨物

　　日本已經(jīng)執行了六次國際空間站的貨運任務(wù)、且 JAXA 擁有國際空間站上希望號實(shí)驗艙、儲藏艙、擴展實(shí)驗艙和機械臂。HTV 可以運送重達 6.2 噸的貨物，遠超國際空間站貨運主力進(jìn)步號的 2.4 噸，在執行基本任務(wù)需求時(shí)夾帶一些其他貨物也是常態(tài)。本次 HTV-7 任務(wù)就額外攜帶了 STARS-Me，SPATIUM-I 和 RSP-00 三個(gè)技術(shù)驗證衛星。

　　2. 系留衛星

　　STARS 系列任務(wù)都用來(lái)驗證一種空間應用的技術(shù)：系留衛星，或者系繩衛星。它的原理是通過(guò)用繩纜從母衛星釋放一顆子衛星、或者雙星進(jìn)行伴飛，能自由釋放、收回并重復使用，實(shí)現各種科學(xué)和工程研究目標，先后有香川大學(xué)、靜岡大學(xué)等參與。

　　STARS 的特色在于低成本的微小衛星編隊：兩顆微小、猶如魔方大小(10 厘米邊長(cháng)的 1U 立方形)的衛星通過(guò)一根約 10 米的細鋼纜相連。這次的-Me 任務(wù)之所以叫做迷你電梯，是因為鋼纜上還將有一個(gè)小滑塊可以在鋼纜上移動(dòng)，視覺(jué)上有一種“電梯”的效果，因而得名，但可以確定的是這跟太空電梯的理念毫無(wú)關(guān)系。

　　3. 到底是做什么的?

　　STARS-Me 任務(wù)由靜岡大學(xué)主要負責研發(fā)。畢竟只是兩個(gè)衛星加一起幾千克的極小任務(wù)，它的真實(shí)作用還是基本的技術(shù)驗證和教育教學(xué)，主要關(guān)于通過(guò)無(wú)線(xiàn)電信號接收輔助判斷衛星狀態(tài)：兩顆衛星都能直接與地面通信，它們之間的距離和姿態(tài)會(huì )導致信號接收出現細微的偏差，在地面的接收站可以通過(guò)兩股信號的多普勒頻移、比特率、信噪比對比等反推這個(gè)小型編隊的姿態(tài)和距離信息。

　　中間的“電梯廂”(6*3*3 厘米尺寸，比雞蛋還小)帶有藍牙功能，能夠通過(guò)其中一顆衛星與地面通信，也會(huì )出現在兩顆衛星的互拍中。它也能夠在繩纜上緩慢移動(dòng)，作為測試任務(wù)的額外標的，也能驗證雙星+滑塊的技術(shù)可行性，從這個(gè)角度的確是世界首例，但它的更科學(xué)叫法應該叫做滑塊。整體上這個(gè)任務(wù)只是個(gè)實(shí)驗驗證性質(zhì)的小型任務(wù)，跟大家想象中的“黑科技”相距甚遠。

　　4. 宣傳作用

　　毫無(wú)疑問(wèn)，太空電梯是個(gè)大大的噱頭，引發(fā)了全世界關(guān)注，也引出了每個(gè)新聞稿里都會(huì )出現的大林組建設公司。作為日本最大的房地產(chǎn)企業(yè)，大林組造了無(wú)數日本的摩天大樓，太空電梯概念一直以來(lái)是他們宣傳的重要方向。部分資助這么一個(gè)大學(xué)里的小型科研項目并不昂貴，卻收獲到了萬(wàn)千讀者的關(guān)注，可謂是一次成功的品牌曝光。

　　其實(shí)，NASA 曾經(jīng)做過(guò)一些預研究，最終全部放棄。谷歌著(zhù)名的X實(shí)驗室，曾經(jīng)研究過(guò)太空電梯可行性，最終宣布放棄，因為它的技術(shù)難度“遠遠超過(guò)了人類(lèi)現有技術(shù)水平”。

　　更何況，人類(lèi)航天已經(jīng)愈發(fā)成熟，隨著(zhù)可回收運載器和航天器的快速研發(fā)，尤其是商業(yè)航天的加入，航天成本也在迅速降低，太空電梯最吸引人的“價(jià)格優(yōu)勢”并不存在。

　　因而，歷次報道“太空電梯”大新聞的媒體，大概像把壁虎吹作劍齒虎一樣。

　　以上，別鬧了，大家還是老老實(shí)實(shí)支持可控核聚變這種靠譜的技術(shù)吧，改變人類(lèi)全靠它了!
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