大林组太空电梯能否成真？《流浪地球2》给你答案！

大林组太空电梯能否成真？《流浪地球2》给你答案！

引用

36氪

等

6

来源

1.

https://36kr.com/p/2817675655416326

2.

http://m.top168.com/news/show-68592.html

3.

https://www.engineering.org.cn/sscae/CN/10.15302/J-SSCAE-2024.07.014

4.

https://www.hanano.co/sys-nd/142.html

5.

http://www.hnjydt.com/article/detail-6101344.html

6.

http://www.chinanmia.com/view-6879.html

去年上映的科幻电影《流浪地球2》中，太空电梯作为重要场景震撼人心。事实上，日本著名建筑公司大林组早在2012年就提出了建造太空电梯的计划，目标是在2050年完成。这一雄心勃勃的计划能否成真？让我们一起来看看。

大林组的太空电梯设计方案堪称宏伟：从赤道海面上的“地球港”基地出发，通过碳纳米管材料制成的线缆，连接位于不同轨道高度的太空设施。整个结构高达9.6万公里，其中：

• 高度约300公里处设置“近地轨道卫星投放门”，用于释放人造卫星
• 3.6万公里高度的地球静止轨道上设置“静止轨道站”，包含居住单元、实验单元等
• 最顶端的平衡锤位于9.6万公里高空

按照计划，搭乘时速约200公里的“升降机”，大约需要一周时间才能到达静止轨道。

太空电梯概念最早可以追溯到1895年，由俄罗斯科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基提出。但直到1991年碳纳米管的发现，这一构想才具备了实现的可能性。

碳纳米管具有惊人的性能：

• 理论上强度最高可达200GPa
• 密度仅为钢的1/6
• 弹性模量是钢的5倍
• 抗拉强度是钢的100倍
• 热导率远超其他金属材料

然而，大林组计划中所需的碳纳米管线缆需要达到9.6万公里的长度，且必须是分子与分子之间相连的单根结构。目前的技术水平只能制造出不到1厘米的合格碳纳米管，距离实际应用还有很大差距。

除了材料问题，太空电梯还面临多重技术挑战：

• 空间碎片威胁：如何避免太空碎片的撞击是一个重大难题
• 极端环境影响：需要应对宇宙辐射、剧烈温差以及大气层内极端天气
• 位置选择：为保持与地球同步，必须建在赤道上，但海上基地容易遭遇风暴袭击
• 高昂成本：预计建造费用在1万亿日元（约合68亿美元）以上

近年来，中国在碳纳米管研究领域持续领跑。清华大学魏飞老师课题组已实现重大突破：

• 2018年成功合成厘米级无缺陷碳纳米管
• 力学强度高达80GPa
• 正在向大规模生产应用方向推进

虽然这些进展令人鼓舞，但要实现太空电梯所需的超长碳纳米管线缆，仍需克服巨大挑战。

尽管面临重重困难，太空电梯的前景依然令人期待。一旦建成，它将彻底改变人类进入太空的方式：

• 运输成本将从目前每公斤数千美元降至57-227美元
• 可以大规模运送建筑材料，推动太空基础设施建设
• 为太空旅游、资源开采和空间制造等新兴产业开辟新途径

正如大林组技术负责人渕田安浩所说，这个项目需要各方合作。虽然目前还面临诸多挑战，但随着技术的不断进步，《流浪地球2》中的梦幻场景或许终将成为现实。