中國科學家已經研制出一種碳納米管纖維，他們說這種纖維足夠結實，可以用來建造太空電梯。清華大學的研究小組為這項技術申請了專利，并在今年早些時候的《自然納米技術》雜志上發表了他們的部分研究。
他們說，這種纖維“在很多高端領域，如運動設備、彈道裝甲、航空、航天，甚至太空電梯，需求量很大”。但是，從地球到太空的升降機真的有可能嗎？或者這只是科幻小說中的情節嗎？
什么是太空電梯？
科幻小說作家阿瑟·C·克拉克爵士在1979年的《天堂噴泉》中寫道：“盡管幾代人的研究使火箭成為有史以來最可靠的推進形式，但航天器仍然效率低下。這部小說是俄羅斯科學家Konstantin Tsiolkovsky在1895年描述的一個想法的第一個流行描述：太空電梯，一個行星到太空的運輸系統，就像我們每天使用的電梯一樣，但是要高出30萬倍。
太空電梯的吸引力歸結于它可能找到一種更便宜的太空旅行方式。發射一顆衛星一次旅行要花費超過1.6億美元，但據估計，一架太空升降機可以把這一費用降低到每人每次旅行不到200萬美元。
它是如何工作的？
空間升降機的基本概念包括錨定在地球表面的纜繩，并連接到被送入太空的平衡重上。如果電纜足夠長——36000公里（22369英里）或3倍于地球的直徑——它將被重力和離心力拉緊并直立。理論上講，車輛可以沿著電纜行駛，由地球的旋轉能量推動。這將徹底改變太空旅行，但是設計和找到足夠堅固的材料來滿足這個想法是極其具有挑戰性的。日本在九月份發射了兩顆衛星，第一次實驗是研究太空中電梯的運動，包括沿著纜線從一個衛星到另一個衛星的小型升降機。它還沒有報告結果。中國還進行了太空系繩測試，但沒有透露細節。
誰提的這個設想？
火箭科學家Tsiolkovsky早在1895年就提出了這個概念，他設想在太空中用一座巨大的塔系住地球的天體城堡。俄羅斯工程師尤里·阿特蘇塔諾夫（Yuri Artsutanov）更進一步，基于齊奧爾科夫斯基的模型開發了一臺現代版的太空電梯。
1975年，美國工程師和空間科學家杰羅姆·皮爾遜發表了第一篇關于這個概念的技術論文，引起了科學界的關注。四年后，科幻小說家克拉克在他的關于太空電梯的小說中借鑒了皮爾遜的設計來推廣這個想法。從那時起，科學家們一直在嘗試微調設計和開發新材料，使概念更接近現實。
是什么使太空電梯如此具有挑戰性？
需要克服的三個最大挑戰是屈曲、動態穩定性和強度。科學家們相信，在衛星幫助下，他們可以控制在適當高度的地球靜止軌道上的屈曲和動態穩定性，以確保電纜不會被地球的重力拉下或飛走。但是強度問題還沒有解決，因為空間電梯需要足夠堅固的材料來承受巨大的重量和張力。皮爾遜在《宇航學報》上發表的論文中寫道：“對強度的要求極其苛刻，但理論上在石墨的完美晶須中可以得到所需的強度重量比。”
