科幻片里的太空电梯在未来，人类真的能让它成为现实吗？

阳光的丁丁

脑洞大开的电影《流浪地球》里，太空电梯的想象让我们震惊了，它给人们留下了无限的遐想和向往。那么，太空电梯真的有可能在我们的有生之年成为现实吗？或许你会觉得这个构想离我们太远，但是，我要告诉你，这其实并非天方夜谭。

科幻片里的太空电梯在未来，人类真的能让它成为现实吗？

首先，我们要提到一个重量级人物——齐奥尔科夫斯基（K**tantin Tsiolkovsky），这位俄国数学和物理老师，也是被誉为“宇航之父”的科学家，他在19世纪末就开始为人类的太空探索构思蓝图。虽然齐奥尔科夫斯基从来没有见过飞机，甚至是失聪的，但他敢于追逐梦想，相信人类总有一天能够超越地球，探索更广阔的宇宙。

早在齐奥尔科夫斯基时代，他就提出了喷气式火箭、液体火箭燃料和多级火箭等创新概念，这些想法在现实中都得到了验证。因此，齐奥尔科夫斯基的构想已经证明了其前瞻性和准确性，所以他被称为“宇航之父”实至名归。

科幻片里的太空电梯在未来，人类真的能让它成为现实吗？

除了火箭之外，齐奥尔科夫斯基还提出了另一种令人兴奋的概念——太空电梯。跟火箭相比，太空电梯的构想更为神奇和玄乎，因为地球并不是一个静止的球体，而是不断自转的。在地球的赤道地区，地球每小时自转1670公里，这样高速旋转的地球上如何能够建造一根细长的电梯呢？听起来好像不可能，但实际上它却可以实现。

大家都知道，任何带质量的物体都会有引力，而地球作为一颗质量巨大的天体，其引力是非常强大的。就算是达到了第一宇宙速度进入近地轨道，仍然会受到地球引力的影响。在地球轨道上运行的物体除了受到引力的作用外，还受到一个与引力方向相反的虚拟力的影响，即惯性离心力。

引力与距离的平方成反比，意味着距离地球越远，所受的引力越小。而惯性离心力与距离成正比，也就是说距离越远，惯性离心力越大。因此，在一定高度上，引力与惯性离心力的大小趋于平衡，这个位置就被称为“地球同步轨道”。

位于地球同步轨道的物体会与地球一同自转，因此在地球上观察，它们看起来是静止不动的。所以，地球同步轨道是理想的太空电梯终点站。现在我们找到了终点站，接下来的问题是如何连接地球上的起点与太空中的终点。

地球同步轨道位于地表约3.6万公里的高空，但我们在建造电梯时并非只需建造3.6万公里的长度。

因为地球同步轨道以下的部分所受引力大于惯性离心力，无法保持稳定。为了解决这个问题，电梯必须建得更长，即电梯的总高度要远远超过地球同步轨道的高度。这样一来，位于地球同步轨道上方的电梯部分所受的惯性离心力就大于引力，而位于下方的电梯部分所受引力则大于惯性离心力，两段主体之间形成了平衡。如果两段主体所受的力相等，那么整个电梯就能在引力和惯性离心力的作用下稳定地耸立在地球上。

从理论上讲，太空电梯的构想是完全符合现实的，即使是以现有的科技水平，我们基本上也可以满足建造要求。但如果还差了什么，那就是建造材料。

太空电梯的建造需要依靠电梯主体部分引力与惯性离心力的平衡，而这种平衡的实现依赖于“拉扯”效应。因此，建造太空电梯所需的材料必须具备足够的强度。目前，唯一被认为能够满足太空电梯建造要求的材料是碳纳米管。然而，目前我们尚无法制造出足够长的碳纳米管，目前世界上已知的最长碳纳米管只有半米，由清华大学的科研团队制造。因此，要建造数万公里的太空电梯，我们还需要花费一些时间来研发与生产这样的材料。

太空电梯的构想是有希望成为现实的。借助先进的科技和不断创新的精神，我们有理由相信，在未来不久的某一天，太空电梯将搭载着我们冲向星辰大海，开启人类探索宇宙的新篇章。让我们共同期待未来的到来吧！