月球天梯，1895年俄羅斯科學家首次提出太空梯概念，使用一根繩子連接地球和航天器，人們乘坐太空電梯上下穿梭。太空梯基本上就是一條長長的纜繩---一端固定在地球上，另一端固定在地球同步軌道的平衡物(如大衛(wèi)星)上。在引力和向心加速度的相互作用下，纜繩被繃緊，太空梯將利用太陽能或激光能沿纜繩上下運動。

 概述

月球天梯，使用一根繩子連接地球和航天器，人們乘坐太空電梯上下穿梭——1895年，俄羅斯科學家首次提出太空梯概念。歷經(jīng)上百年研究，將于2010年8月12日在美國華盛頓召開的“國際天梯大會”，國企業(yè)家邁克爾·萊恩表示準備另辟蹊徑，在10年內(nèi)建成從月球通向太空的“月球天梯”。

設(shè)計創(chuàng)意

你也許會覺得皮爾遜的想法過于瘋狂，但美國宇航局的“先進概念研究所”卻不這么認為。這家獨立機構(gòu)就資助皮爾遜7.5萬美元用于設(shè)計其“月球天梯”。其實皮爾遜的“天梯”設(shè)想只是研究所全力支持的12個極具創(chuàng)意的“科學點子”之一，他們的目的就是要讓很“酷”的想法轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實可行的計劃。贊助計劃的名字就很耐人尋味：不要讓今日事實妨礙先進理論成長。

有時候，一些擁有很棒想法的人并不知道美國宇航局的人也對它們產(chǎn)生濃厚興趣，研究所高級科學顧問羅恩·特納說，我們試圖打入整個科學圈子，以便資助那些具有革命性的新概念，對我們來說培一詞非常重要，我們就是要為宇航局的科學家介紹那些頭發(fā)長長、腳蹬拖鞋的教授和他們的奇思妙想。據(jù)“先進概念研究所”財務(wù)負責人介紹，該機構(gòu)每年投入300萬美元資助一些前衛(wèi)而又充滿創(chuàng)意的想法作為一期項目，平均每項獲得資金為7.5萬美元。舉例說弗吉尼亞科技公司太空工程師克雷格·伍爾西希望設(shè)計一種滑翔機，能適應(yīng)在諸如金星和土衛(wèi)六等大氣密度高的空間環(huán)境中飛行。北卡羅來納州立大學植物學家溫迪·博斯和微生物學家埃米·格倫登則用他們所得到的7.5萬美元贊助資金培育適合在太空中生長的植物。他們在植物體內(nèi)注入生長在地球極度寒冷、炎熱或者劇毒、高輻射、缺水缺氧地區(qū)的“嗜極”生物體內(nèi)組織基因，以使植物擁有“堅強”的特性。

功能原理

1、邁克爾·萊恩在2003年成立了LiftPort公司，投入巨資研究從地球通往太空的天梯。太空梯基本上就是一條長長的纜繩---一端固定在地球上，另一端固定在地球同步軌道的平衡物(如大衛(wèi)星)上。

2、在引力和向心加速度的相互作用下，纜繩被繃緊，太空梯將利用太陽能或激光能沿纜繩上下運動。在正常情況下，太空梯可以一次運送30名乘客，在6個小時內(nèi)抵達10萬公里外的太空，每磅貨物運輸成本不過數(shù)百美元，而運載火箭的每磅成本高達7000美元。一旦建成，目前地球上運程最長、達800多米的迪拜塔電梯無疑將被遠遠甩入塵埃。

實施方案

1、這一計劃受到了美國宇航局的高度重視，然而在2007年卻陷入財政危機，主要原因是制造纜繩的成本過高。人類目前已經(jīng)擁有制造天梯纜繩的材料，那就是在1991年發(fā)明的碳納米繩。直徑1毫米的碳納米繩可以承載60噸重量，然而這種材料每克價值500美元，要制造一條10萬公里長的纜繩，超過任何機構(gòu)的財力。

2、眼下他的工作重心轉(zhuǎn)向月球梯。由于月球引力僅僅是地球的1/6，這可以大大降低對纜繩強度的要求。萊恩稱，目前日本生產(chǎn)的“柴隆(Zylon)”復合纖維，成本相對較低，強度和耐熱性完全滿足制造月球梯的要求。這種材料已經(jīng)普遍應(yīng)用于防彈衣制造中。此外構(gòu)成月球梯的組件相對較輕，小型火箭就能將它們發(fā)射到月球。萊恩自信地表示，“在5到7年內(nèi)，我們將實現(xiàn)‘月球梯’夢想。”

3、月球梯至少需要長達5萬公里的纜繩，以月球可見區(qū)域中心為基點伸向地球。在地球和月球之間，存在若干“拉格朗日點”，它們與地球和月球的相對位置是基本不變的。月球梯將穿越“拉格朗日點”，向地球方向延伸。在一些更長遠的構(gòu)想中，地球上的太空梯建好后將和月球梯連成一體，人們經(jīng)過幾次換乘，可以方便地抵達月球。

4、不過萊恩表示月球梯不像是基于地球的太空梯，它將是一個較小的系統(tǒng)，只能運輸200至250千克的貨物，預計最先將用于在月球采集礦石標本。但它將加速人們對月球的開發(fā)，使月球成為人們前往火星和太空更深處的基地。

太空競賽

1、月球梯的投入巨大，后期建設(shè)也會耗費更長時間。不過萊恩認為，月球梯項目有廣闊的前景，“這不是去到月球上插面旗幟，或是留個腳印，而是涉及到美宇航局預算核心部分，聚焦于技術(shù)開發(fā)與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，保證航天探索順利進行。”

2、實際上美國宇航局近年來確實非常重視太空梯項目，已將建設(shè)太空梯列為了“百年挑戰(zhàn)”計劃的首個項目，每年舉行機器人攀爬纜繩和測試纜繩強度兩項賽事，在2009年的競賽中，美國一家機構(gòu)成功使用激光能將機器人沿繩索送到900米的高度，取得年度大獎。中國和日本也對高強度纖維材料表現(xiàn)出特殊興趣，有可能先于美國造出太空梯，美國不能輸?shù)暨@場比賽。

3、在2010年8月12日召開的大會上，美國宇航局將與眾多機構(gòu)舉行新的太空梯比賽。本屆大會的主題是“如何避免天梯被太空垃圾損壞”，美國媒體評論稱，議題設(shè)置如此細致，體現(xiàn)了航天界對建設(shè)天梯的信心。在月球建天梯是一個不錯的創(chuàng)意，但是在月球和太空間運送物資，實際意義不如在地球和太空間運送物資大，而且登月的成本極高，10年建成月球天梯的說法有些過于樂觀。建設(shè)天梯的想法曾被視為天方夜譚，但隨著航天和材料技術(shù)的進步，美、俄、歐洲、日本都在進行相關(guān)研究，人類有望在本世紀克服所有技術(shù)障礙，建成天梯。