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纳米技术成就“天梯”梦
1895年，俄罗斯科学家首次提出太空梯概念：通过一根10万公里长的超强度缆线将人类送入太空，缆线的一端位于地球赤道附近的某座海上浮动平台上，而另一端则连在太空中一颗与地球同步的人造卫星上。地球引力以及向心加速度产生的拉力，将会使超级缆绳绷紧，太空电梯将利用太阳能或激光能作为动力，搭载人或其他物体的“太空电梯”将可以沿着这条超级缆绳上上下下来回太空。
伴随具有前瞻性的天梯设想的诞生，建造天梯的问题也应运而生。就我个人对天梯建造的理解，它所面临的问题有：
首先，天梯的建造亟待解决的问题：用何种材料建造太空升降舱赖以起落的缆绳，这种材料必须比目前已知的各种纤维更坚固也更轻便，才能承受住太空升降舱的重量，从理论上计算，制作缆索的材料强度必须达刚强度的180倍左右。可想而知，天梯的建造对建造材料提出的要求近乎苛刻。
其次，天梯的建造需要大量的材料，为此建造材料能否批量生产这也是一个重要问题。并且这种材料生产所需原料是否广泛，最终能否得到商业推广。这样看来，生产出足够的天梯建设材料所需要的时间也并非一朝一夕。
第三，天梯的建造材料所需长达10万公里长，那么建造材料即使产生，我们应该用何种技术将建造材料单元连接起来，拼接完成后，长达10万公里长的天梯还能达到强度要求吗，这值得我们深思。第四，打造一架“太空电梯”显然也超出了任何机构和公司的财力，因为天梯建造材料的研究经费注定是不菲的，此外，这项新的技术革命需要大量的人力、物力，到最终生产制造出一条10万公里长的缆绳，显然更是一笔天文数字般的造价。
第五，假设天梯建成后，一条漫漫10万公里长的路途，应该用什么来提供动力，强大的地心引力对天梯的动力系统提出了严格的要求。另外天梯建成后，天体能够携带进入太空的质量极限是多少，相比火箭载人航天技术，成本是否大幅降低。
最后，天梯建成，一条条深入太空的天梯，上下穿梭的运输载体，将面临各国领空及主权问题，这些都需要协商。最重要的是，天梯能否安全运行，现如今，比比皆是的太空垃圾对天梯存在构成严重的威胁。
总而言之，天体建造需要面临的问题太多太多„„
但伴随科学技术的飞速发展，天梯建造所面临的问题都将得到很好的解决。第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办，纳米科学技术正式诞生。所谓的纳米技术，是指对大小在１００纳米以下的物质进行操作，用数千个分子或原子制造新型材料或微型器件的科学技术。纳米材料具有许多诱人的特点：其产品的体积仅仅为分子般大小，但精密和复杂程度宛如人体的细胞，坚硬程度为钢铁的100倍。这种材料的诞生为天梯的建造提供了可靠的保障。有望使人类将天体这一梦想变成现实。
关于第一问题，科学家指出，为了建造这一太空天梯，最重要的问题就是寻找到足够强韧的缆线材料，事实上，人类目前已经发明出了可以制造“太空电梯”缆绳的材料，那就是在1991年发明出来的碳纳米管。这种由碳纳米材料构成的复合带，由一片片的碳纳米纤维组成，其强度和韧度远远超过任何一种建筑材料。从理论上说，如果用这种材料造出直径1毫米的碳纳米绳，该纳米绳就可以承载60吨的重量；而一根1米宽、像纸一样薄的碳纳米缆绳的强度，就足以支撑起一架“太空电梯”。利用这种碳纳米技术，人类将可以在地球与月球、火星以及金星之间架起长达10万公里的太空天梯，这一规模庞大的项目将不再是梦。
关于第二问题，目前，碳纳米材料来源广泛，虽然目前只有美国、日本等少数国家具有生产这一材料的能力，但据科学家计算，生产出足够的天梯建设材料只需五年时间。为此，科学家们对十年后建成上述太空天梯充满信心。他们表示届时需要航天飞机帮助运送建筑材料，天梯与地球相连的地方可能位于赤道附近，天梯平台类似火箭的发射平台。一位科学家预言，15年之后，人类将可以登上这一太空天梯饱览宇宙美景。
关于第三问题，科学家说，碳纳米材料已经诞生，想要将一定单元长度的碳纳米管编织出长长的缆绳，只需要运用纳米组装技术就可连接起来，强度完全可以达到质量要求。并且，日本已生产出一种复合纤维，同样可以用来连接碳纳米管单元。总之就目前科学技术，显然这一障碍显然已经不能成为制约天梯建造的瓶颈。
关于第四问题，打造一架“太空电梯”的经费是不菲的，但航天局成心投资天梯技术的开拓，也需要把营建使命承包给其余公司，这样就将造价小量化，减轻单个组织或集团的了负担。有人称：“有一个复杂的办法能从事钱的成就，把这个名目列入军事计划中，然后资金人造而然就到位了。”为此，资金同样不会限制天梯的建造。
另外，据迈克尔·莱恩称，他们已经另辟蹊径，将研究重心转移到了造价更小的“月球天梯”上，并梦想能在10年左右时间内建造一架从月球上空5万公里处垂向月球表面的“月球天梯”！因为月球的引力仅为地球的1/6，所以“月球天梯”对缆绳强度的要求将远远小于从地球表面通向太空的“太空电梯”，科学家只需使用一种日本生产的高强度、高耐热性“柴隆”复合纤维，就能实现打造“月球天梯”的梦想！制造“月球天梯”的材料和制造从地球出发的“太空电梯”的材料相比要轻许多，一架小型火箭就能将这些“月球天梯”材料运送到月球上空。莱恩说：“你只需使用一枚标准的阿特拉斯或德尔塔火箭，就能将这些材料发送到月球上空，你并不需要先制造一个类似‘土星5号’般的超级火箭。为此这将大大减少建造天梯的经费，将使天梯的难度缩小。”
关于第五问题，美国NASA近年来一直非常重视“太空电梯”研究项目，并将建造“太空电梯”列为了“百年挑战”计划的一部分，此外从2005年开始，NASA还发起了机器人攀爬缆绳竞赛和测试缆绳强度竞赛。在2009年9月的一场比赛中，一架直升机在千米高空盘旋飞行，直升机上垂下一根用来比赛的钢缆，美国西雅图的“激光动力”公司使用激光能，成功让一个机器人在几分钟时间内沿这根钢缆爬了900米的高度，从而一举赢得了该年度的“NASA太空电梯光束动力挑战赛”大奖。从中可以看出，在建造过程当中，需要使用激光助推技术来帮我们实现运载。
“月球天悯”的缆绳将从距月球上空至少5万公里的高处垂向月球表面，缆绳的一端固定在月球表面某个面服地球的地点。“月球天栯”运输货物的重量很小，最初建成的‘月球天梯’每次也许只能辐输200公斤ሰ250公斤重的货物。”不譇，如果用它敥采集和蟐输月球矿石标本，已经完全足够了，它将使月球采矿和运回地球的成本大大降低。
令人可喜的是，天梯与当今飞船相比有着诸多优势：上天不需要携带大量燃料，能采不过宇宙飞ሰ的1％；用太空升降舱运送䰀丢人傌行李的褹用仅相当于目前用航天ሰ机运送的0.25％。为此，人们不必拁心天梯的高消耗。关于最后一问题，在“国际太空电梯大会”上，美国NASA将和众多机构举行新的太空电梯竞赛，大会的主题是“如何避免太空电梯被太空垃圾损坏”。会上成功提出解决方案：edde将拴在缆线上负责它的起落，而不是使用传统的火箭增进器送入太空。edde可以征集起大量太空垃圾，将它们送进底层大气熄灭掉，也许由太空站或太空电梯来收受吸收。关于各国领空及主权问题，我相信只要各国际社会制定相应的法律法规，这一问题将得到解决。
天梯建造具有显著的优势，为此，天梯建造已成为各强国争先进行的科学研究前沿，各国投入大量人力物力。我相信，这一举措将促进天梯建造的快速发展。总之，无论天梯建造面临什么问题，伴随科学技术的飞速发展，只要各国及科学家团结协作，这些问题都会解决。最后，我相信，在不久的将来，在纳米技术的帮助下，我们会乘天梯登上太空领略星辰与朝霞的魅力。
论据出处：
美国《今日宇宙》新闻网报
科技日报 新华新闻
苏光路.登上天梯游太空[J].青年科学
邵传贤.架个天梯到太空[J].科学大众(中学版)设想坐电梯上太空美国秘密试验天梯[J].电梯工业
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