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太空電梯，一個(ge) 聽起來極具科幻色彩的概念，但卻很有可能在我們(men) 有生之年變為(wei) 現實，甚至有日本科學家作出預言，人類最早將在2050年建成第一個(ge) 真正意義(yi) 上的太空電梯，這可能嗎？真有可能，如果你問我憑什麽(me) 這麽(me) 說，就憑它是出自齊奧爾科夫斯基之口。

齊奧爾科夫斯基生於(yu) 1857年的俄國，是一名數學和物理老師，他還有著另一個(ge) 科學界公認的頭銜，那就是“宇航之父”。如果你對於(yu) 齊奧爾科夫斯基一無所知，那麽(me) 你一定會(hui) 對這個(ge) 頭銜感到一頭霧水，一個(ge) 生活與(yu) 19世紀的俄國人，怎麽(me) 會(hui) 被稱為(wei) 宇航之父呢？要知道直到1903年的12月17日，萊特兄弟才發明了飛機並完成首次試飛。也就是說齊奧爾科夫斯基連飛機都沒有見過。

齊奧爾科夫斯基不僅(jin) 沒有見過飛機，還天生失聰，就連數學和物理都是自學成才，但他敢於(yu) 想象，他相信人類總有一天能夠離開地球，前往宇宙。

既然認為(wei) 人類能夠離開地球，那就必須要拿出方法，否則就成了信口胡謅，於(yu) 是齊奧爾科夫斯基提出了噴氣式火箭的構想，在此之後又提出了液體(ti) 火箭燃料和多級火箭的方案。現在我們(men) 都清楚了，齊奧爾科夫斯基的超前構想全部變為(wei) 了現實，所以齊奧爾科夫斯基也就當之無愧地贏得了“宇航之父”的頭銜。而除了火箭之外，齊奧爾科夫斯基還構想了另一種前往太空的方法，那就是太空電梯。

相比火箭而言，太空電梯的構想就顯得玄乎多了，地球並不是一個(ge) 靜止不動的球體(ti) ，它每時每刻都在轉動，在赤道地區，地球自轉的線速度可以達到每小時1670公裏，在如此高速轉動的球體(ti) 上，如何能夠立得住一根細長的電梯呢？這聽起來的確是不可能，但實際上卻完全可以做到。

有質量的物體(ti) 都具有引力，且質量越大，引力就越大，地球是一顆質量為(wei) 5.965x10∧24kg的球體(ti) ，所以引力是頗為(wei) 強大的，即便是達到了第一宇宙速度進入了近地軌道，依舊會(hui) 受到地球引力的影響。在地球軌道運行的物體(ti) 除了受到引力的影響之外，還受到一個(ge) 與(yu) 引力方向相反的虛擬力的影響，也就是慣性離心力。

物體(ti) 所受的引力與(yu) 距離的平方成反比，也就是說距離地球越遠，所受的引力作用就越小，而物體(ti) 所受的慣性離心力與(yu) 距離成正比，距離越遠，慣性離心力越大，所以在地表之外一定高度的地方，引力與(yu) 慣性離心力的大小趨於(yu) 一致，實現了平衡，這個(ge) 位置就被我們(men) 稱之為(wei) “地球同步軌道”。

位於(yu) 地球同步軌道的物體(ti) 會(hui) 跟隨地球自轉同步移動，所以在地球上看起來，這條軌道上的物體(ti) 就是靜止不動的，所以這條軌道就可以用來安放太空電梯的終點站。現在終點站有了，接下來的問題就是如何把地麵上的起點與(yu) 太空中的終點連接起來。

地球同步軌道位於(yu) 地表3.6萬(wan) 公裏之上，但我們(men) 在建造電梯的時候卻不能夠隻建造3.6萬(wan) 公裏的長度。

因為(wei) 位於(yu) 地球同步軌道之下的電梯主體(ti) 所受的地球引力大於(yu) 慣性離心力，所以與(yu) 地球的自轉速度不一致，是無法立住的。要解決(jue) 這個(ge) 問題，就需要把電梯修得更長，也就是說電梯主體(ti) 的總高度要大幅超過地球同步軌道的高度。這樣一來，位於(yu) 地球同步軌道之上的電梯主體(ti) 所受的慣性離心力就大於(yu) 所受的地球引力，而位於(yu) 地球同步軌道之下的電梯主體(ti) 所受的地球引力則大於(yu) 慣性離心力，於(yu) 是兩(liang) 段主體(ti) 就形成了相互拉扯，如果兩(liang) 段主體(ti) 所受的力大小相等，那麽(me) 便能夠實現平衡，整個(ge) 電梯不需要任何支撐，就可以在引力與(yu) 慣性離心力的平衡作用下聳立於(yu) 地球之上。

從(cong) 理論角度來說，太空電梯的構想是完全符合事實的，即便是以人類現有的科技水平，也基本可以滿足建造條件，如果說還差了什麽(me) 的話，那就是建造材料了。

太空電梯的建造依靠的是電梯主體(ti) 部分所受引力與(yu) 慣性離心力的平衡，而這種平衡的實現是依靠“拉扯”作用，所以建造太空電梯所需的材料必須擁有足夠的強度。目前已知的能夠滿足太空電梯建造要求的材料隻有碳納米管，但現在我們(men) 還無法將這種材料做得很長，當前世界上製作最長的碳納米管材料隻有半米，是由清華大學的科研人員完成的，所以要打造數萬(wan) 公裏的太空電梯，還尚需時日。

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