[加拿大太空電梯專家：目前人類成為太空居民的最好選擇就是它！ ]一條條纜繩直通天際，方型轎艙以每小時數百公里的速度向太空攀升……電影《流浪地球2》中出現的太空電梯震撼了不少觀眾，人們也憧憬著這樣一條“太空天路”能在未來成為現實。太空電梯的概念早在100多年前就已經被提出，加拿大凡尼爾學院物理學教授史蒂芬·科恩十幾年來一直從事相關研究，28日，在接受《環球時報》記者專訪時史蒂芬·科恩表示，如果人類真的希望成為太空居民，那麼太空電梯是目前取代火箭的最佳選擇。科恩認為，建造太空電梯需要大量技術突破與全球範圍的合作，目前還很難預測何時能夠建成。

　　科恩告訴《環球時報》記者，太空電梯是一種“革命性”的地球-太空運輸系統。根據設想，太空電梯的主體是一條長達3.6萬公里的纜繩，它將把赤道附近的浮動平台與同步衛星相連。由於引力和離心力處於一種平衡狀態，因此太空電梯可以保持穩定。通過纜繩，人和物可以被送入太空。

　　科恩說，相比當前使用的火箭，太空電梯有若干優點。例如火箭發射需要攜帶大量燃料，如果使用以太陽能為能源的太空電梯，那麼執行太空任務的成本將大幅下降。對於航天員而言，太空電梯也將比一次次火箭發射更加安全。與此同時，太空電梯有望讓每個人都可以進行負擔得起的太空旅行。

　　公開資料顯示，早在19世紀末期，被譽為“航天之父”的俄國科學家齊奧爾科夫斯基就曾提出太空電梯的設想，提出在地面上建設一座直抵地球同步軌道的超高型鐵塔，以架設電梯的方式實現進入外層空間。在人類開始進入太空後，蘇聯工程師尤里·阿爾楚塔諾夫設想過建設一條空地間的“電力火車”來實現太空物流運輸。此後，美國科學家杰羅姆·皮爾森首次將太空電梯的概念理論化。

　　隨著科技的進步以及人類探索太空的需求增長，近年來，科學家和工程師開始嘗試將太空電梯從小說帶入實驗室。 2012年，日本著名建築公司大林組曾宣布要投資100億美元建設太空電梯。

　　2004年以來，科恩一直對太空電梯保持關注，並就這一系統涉及的力學問題發表多篇論文。據科恩介紹，各方對太空電梯的一些初步研究已經在開展，包括總體設計、動力學以及該系統建成後可執行的任務等。他補充表示，在上世紀曾多次進行的系留衛星（繫繩衛星）任務也為太空電梯積累了一些經驗。

　　在去年11月舉行的2022空間技術和平利用（健康）國際研討會上，國際太空電梯聯盟主席、國際宇航科學院院士彼得·斯旺曾介紹稱，根據目前設計，太空電梯轎廂重約20噸，攀爬速度約為每小時200公里。未來，隨著纜繩加長、轎廂攀爬速度加快，預計8天可到達地球同步軌道，14天可到達月球，61天可到達火星。

　　儘管如此，太空電梯的設計和建造仍然面臨大量挑戰，其中需要解決的核心問題就是纜繩的材料。由於纜繩會隨著同步衛星一起高速轉動，巨大的向心力產生拉扯，對纜繩材料的強度要求極高。根據中科院物理所近日發布的一篇科普文章，經計算，纜繩需要承受的最大應力至少要達到400 GPa，而鋼的抗拉強度只有400 MPa，相差1000倍。

　　科恩告訴《環球時報》記者，除強度外，纜繩的材料還需要具備低密度、能快速製造、成本合理等特點，材料的導電性、導熱性等也需要考慮。目前來看，某種石墨烯產品在未來可能會滿足所有需求。公開報導顯示，當前最近接天空電梯纜繩要求的材料是碳納米管，這是一種由碳原子組成的管狀結構納米材料。 2013年，清華大學魏飛教授團隊將生長每毫米長度碳納米管的催化劑活性概率提高到99.5%以上後，成功製備出了單根長度超過半米，且具有完美結構的碳納米管。

　　找到合適的纜繩材料僅僅是太空電梯需要解決的龐大問題的一環。科恩提到，太空電梯需要面臨的另一個主要挑戰是太空垃圾，主要是衛星等產生的碎片。這一問題必須得到徹底解決，否則將是太空電梯的一個“大麻煩”。

　　科恩坦言，他並不能預測太空電梯何時能成為現實。 “從技術的角度，可能需要二三十年，而且這一項目將非常昂貴，難以獲得投資回報。”科恩說，另一方面，太空電梯需要全球範圍內政府和企業的共同努力，而達成這種合作可能比建造技術的挑戰更加艱鉅。