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春节档电影热映，《流浪地球2》为中国的科幻电影又树起了一座里程碑，其中最令人震撼的画面之一便是将刘慈欣笔下的太空电梯呈现在观众眼前。太空电梯的本质是建设一个永久性的“缆绳”式建筑，将地面与太空上的某一点连接起来。
现在，人类进入太空的主要工具是运载火箭，即通过消耗大量燃料来摆脱地球引力。运载火箭所携带的燃料要占到火箭总重量的90%以上，每运送1千克有效载荷上天，平均需耗资至少1万美元。虽然建造太空电梯的费用也很昂贵，但建成运行之后它不需要耗费大量燃料。利用太空电梯运输物资，每千克的运输成本约为500美元。
其实，太空电梯的原理并不复杂，说到底就是将一条长长的缆绳一端固定在地球上，另一端固定在地球静止轨道的平衡物（如大型空间站）上。在引力和离心加速度的相互作用下，缆绳绷紧，太空电梯便可利用太阳能或激光能转变成的电能沿缆绳上下运动。
具体来说，太空电梯主要由4个部件组成：基座、缆绳、电梯吊箱和动力系统。
目前，太空电梯走向太空的最大障碍还是缆绳的建造。由于太空电梯的缆绳要承受地心引力和离心力的双重拉扯，所以它需要用又强又轻的材料制成，并能够经受住大气层内外向它袭来的任何物体的撞击。1990年，美国科学家提出使用像钻石一样强韧又高弹的碳纳米管，其初步设想是：支撑太空电梯的缆绳是由10亿条、长达10万千米的碳纳米管制成的。1991年，日本科学家真的发现了质量轻、强度高的碳纳米管，让太空电梯这一设想变为现实有了希望。碳纳米管是石墨中一层或若干层碳原子卷曲而成的笼状“纤维”，直径只有几到几十纳米，内部是空的。这种材料又轻又结实，密度是钢的六分之一，强度却是钢的20倍至近百倍。
然而迄今为止，科学家仍然无法用碳纳米管编织出长长的缆绳，只能在实验室生产出长1米左右的碳纳米管，更不用说每克碳纳米管价值500美元，要制造出一条10万千米长的碳纳米缆绳有多昂贵了。尽管如此，各国科学家也没有放弃对太空电梯的研制，太空电梯有望在21世纪内变成现实。
（《北京日报》2.1 庞之浩）
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