《流浪地球2》太空电梯，看似寻常最奇崛

《流浪地球2》被称为“硬科幻”，因为很多超前的科技在理论上都可以实现，尤其是那部太空电梯。

太空电梯是“航天之父”康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基在1895年提出的一个设想。他提议在地球上建一座超高的塔式建筑物，直到地球同步轨道，然后在内部安装一部电梯，人就可以搭乘电梯进入太空。

同步轨道离地面约3.6万千米，从地面向上建造一座高塔显然不现实。随着卫星上天，1978年，英国科幻作家阿瑟·克拉克在《天堂的喷泉》中描写过从卫星中向下伸一个梯子的构想。从此之后，很多科幻作品中都出现了太空电梯的身影。

最先尝试建造太空电梯的是美国国家航空航天局，他们在1999年发表了一份报告《天梯，太空的先进基础设施》。2005年，美国国家航空航天局正式启动太空电梯的建造，其做法是先发射一颗同步卫星，再从卫星上“扔”下几根缆绳并固定在赤道附近的海上基站，最后用一台由激光提供能量的爬升器在缆绳上上下移动。这样，笔直的太空电梯就建成了。相信你也觉得这比建造一条铁路要简单，然而他们遇到了一个绕不开的难题。

因为同步卫星看似静止在赤道上空，实际上是以每秒3.07千米的速度运行，产生的离心力与地球引力相等，如果将缆绳抛下，缆绳会在飞速旋转的同时受到地球引力的影响，如果缆绳每一点的线速度所产生的离心力小于地球的引力，就会产生一个向下拉的巨大合力，最终卫星和电梯都将回落地面。尽管科学家想过很多办法，但这个问题一直没有解决。

随后，日本著名建筑公司大林组便想捡拾这颗“金豆”，2012年宣布建设太空电梯，其方案是在美国方案的基础上多了一个配重，即从同步卫星上“扔”下缆绳的同时，在卫星上空配上一个与缆绳同等重量的平衡锤拉住卫星，以抵消缆绳对卫星的拉力。

那么，平衡锤要多重呢？这取决于缆绳所用的材料。大林组公司原本准备用钢缆，但计算得出钢缆在高速旋转下需要承受的抗拉强度至少400吉帕斯卡，而实际上钢的抗拉强度只有400兆帕斯卡，两者相差甚远，估计到不了地面，钢缆就会甩断。

理想的缆绳材料是既轻巧又耐重的碳纳米管，它是由碳原子组成的管状结构的纳米材料。这种管道直径是一根头发直径的1/5000，刚度是钢材的10倍，硬度是金刚石的2倍，抗拉强度可达800吉帕斯卡，且成本低廉，还不污染环境。

1991年，日本科学家饭岛澄男发现并命名碳纳米管道，可遗憾的是，他只研制成功了几厘米。直到2013年，中国清华大学魏飞教授团队才有了突破，但也只研制出0.5米。即使将来能研制万米以上的碳纳米管道，那么它能否适应多变的天空呢？

大林组公司首先想到腐蚀。2015年，他们将碳纳米管样品带入离地表400千米的太空实验舱，这里氧气极其稀薄。但两年后，碳纳米管的表面还是被氧气腐蚀了，而且越接近地面的缆绳，越容易被氧气腐蚀。虽然大林组公司采取了相关处理，但是没有达到预期效果，所以原本2050年落成运营的太空电梯计划只能有影无形。

除此之外，大林组公司还需要考虑用何种能源将轿厢送入太空。另外，如何抵御闪电、风雨的冲击和穿越电离层时的伤害，以及如何躲避流星、陨石、太空垃圾撞击等，也是难题。

总之，困难是巨大的，但科学家既然有了想法，就不会停下探索的脚步。太空电梯一旦建成，便会推动人类空间技术实现跨越式发展。