太空電梯屬于我們都希望在我們有生之年成為現(xiàn)實(shí)的那類技術(shù)，但我們將永遠(yuǎn)親眼見(jiàn)證這種技術(shù)。像冷聚變一樣，或者比光旅行更快，我們理解應(yīng)該使這些概念成為可能的原則，但它們遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們的技術(shù)理解，它們可能也是幻想。

除了，也許不是。當(dāng)日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)）向國(guó)際空間站發(fā)射第七架Kounotori H-II轉(zhuǎn)運(yùn)車時(shí)，隨著宇航員的實(shí)驗(yàn)和補(bǔ)給，將是一對(duì)非常特殊的CubeSats。它們構(gòu)成了世界上第一個(gè)太空電梯技術(shù)的實(shí)際測(cè)試，如果運(yùn)氣好的話，它將成為巨大飛躍之前的許多小步驟之一，只需花費(fèi)一小部分成本即可進(jìn)入太空。

當(dāng)然，他們不會(huì)測(cè)試功能齊全的太空電梯;即便是最積極的時(shí)間表也讓我們離開(kāi)了幾十年。這只是對(duì)建造太空電梯至關(guān)重要的一些概念的小規(guī)模測(cè)試，因?yàn)槲覀冃枰獙W(xué)會(huì)在行走之前爬行。但即使我們不在身邊看第一個(gè)實(shí)用的太空電梯也能讓它達(dá)到頂峰，至少我們可以說(shuō)我們?cè)谝粯蔷驮谀抢铩?/p>

在一個(gè)完全實(shí)現(xiàn)的太空??電梯中，一根令人難以置信的強(qiáng)大電纜將軌道平臺(tái)連接到地球表面。電動(dòng)車輛（通常稱為“登山者”）將從地面穿過(guò)大氣層直接進(jìn)入太空。沒(méi)有火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，沒(méi)有G力將你釘在座位上。真的沒(méi)有飛行。這是一個(gè)平穩(wěn)的垂直騎行，以每小時(shí)200公里左右的悠閑節(jié)奏。從物理上講，這將是一次輕松的旅行，不受傳統(tǒng)太空發(fā)射的嚴(yán)苛考驗(yàn)。但它肯定不會(huì)是一個(gè)快速的。

為了使太空電梯工作，“頂層”需要在所謂的地球靜止軌道上。這意味著平臺(tái)的軌道周期將與地球的旋轉(zhuǎn)周期相匹配，從外觀（從我們的表面看）表明它在我們上方一動(dòng)不動(dòng)地盤旋。這與許多通信衛(wèi)星所在的軌道相同，因?yàn)樗鼰o(wú)需在天空中主動(dòng)跟蹤它們。問(wèn)題是，地球周圍的地球靜止軌道位于36,000公里（22,370英里）的高度。每小時(shí)200公里，登山者需要一周的時(shí)間才能到達(dá)那個(gè)高度。

可以想象，考慮到它的大小和復(fù)雜性，建造太空電梯將是非常昂貴的：日本公司Obayashi Corporation希望在2050年之前建造一個(gè)太空電梯，估計(jì)它將花費(fèi)大約900億美元。但是太空電梯是一種基礎(chǔ)設(shè)施，如公路或鐵路線。它預(yù)先花費(fèi)了很多錢，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看它可以實(shí)現(xiàn)更便宜的旅行。經(jīng)常“攀爬”，估計(jì)電梯可以將有效載荷的成本降低到每公斤220美元（每磅100美元）。這不到飛行已經(jīng)非常便宜的Falcon 9火箭的成本的十分之一。

所以它的速度并不快，而且建造成本很高，但對(duì)于任何希望擺脫他們演變的磐石的文明來(lái)說(shuō)，總體上聽(tīng)起來(lái)仍然是一項(xiàng)很好的投資。那么我們?yōu)槭裁床唤ㄒ粋€(gè)呢？簡(jiǎn)單的答案是，我們不知道如何。

雖然這個(gè)原則看起來(lái)很簡(jiǎn)單，但物質(zhì)科學(xué)仍然無(wú)法實(shí)現(xiàn)。建造一個(gè)可以進(jìn)入太空的火箭（偶爾會(huì)回來(lái)，取決于誰(shuí)建造它）已經(jīng)在推動(dòng)我們的冶金能力達(dá)到極限。但是可以在不斷裂的情況下延伸36,000公里的電纜超出了我們目前的技術(shù)水平。碳納米管最有希望，但我們還沒(méi)有足夠的精力與它們一起制造。

即將進(jìn)行的測(cè)試將使用從國(guó)際空間站部署的兩個(gè)1U CubeSats（每側(cè)10厘米，每側(cè)10厘米）作為地球和軌道平臺(tái)。兩個(gè)CubeSats將作為一個(gè)單元從國(guó)際空間站彈出，但隨后會(huì)分開(kāi)并相互離開(kāi)。它們將通過(guò)10米（約33英尺）長(zhǎng)的鋼制繩索連接在一起，然后如果一切按計(jì)劃進(jìn)行，一個(gè)微小的機(jī)動(dòng)登山者將試圖從一顆衛(wèi)星移動(dòng)到另一顆衛(wèi)星。

渲染STARS配置。

尺寸僅為6x3x3cm的微型登山者將是歷史上第一個(gè)嘗試這種機(jī)動(dòng)的物體。從理論上講，我們非常了解當(dāng)小型騎手開(kāi)始拉動(dòng)電纜時(shí)會(huì)發(fā)生什么，但理論和假設(shè)在空間上并不總是很好。衛(wèi)星上的攝像機(jī)將隨時(shí)監(jiān)控登山者，并將收集大量寶貴的實(shí)際數(shù)據(jù)，以幫助改進(jìn)工程師未來(lái)進(jìn)行大規(guī)模測(cè)試的計(jì)劃。

這項(xiàng)任務(wù)建立在JAXA于2009年，2004年和2016年發(fā)起的先前空間系留自主機(jī)器人衛(wèi)星（STARS）任務(wù)的成功基礎(chǔ)上。這些任務(wù)測(cè)試了系繩的部署和穩(wěn)定性，這也是第一次。在了解了拴系車輛如何表現(xiàn)之后，靜岡大學(xué)STARS任務(wù)背后的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在有足夠的信心進(jìn)入下一階段。

俄羅斯科學(xué)家康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基于1895年首次構(gòu)思，并在20世紀(jì)由亞瑟·C·克拉克和羅伯特·海因萊因等科幻名人的作品推廣，太空電梯在“圣杯”方面僅次于經(jīng)線駕駛 “太空技術(shù)。 有人認(rèn)為，一旦人類擁有一個(gè)功能性的太空電梯，我們就會(huì)很好地進(jìn)入殖民太陽(yáng)系的道路。

到目前為止，我們實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的嘗試范圍有限，但我們終于可以看到隧道盡頭的第一瞥光。 我們還有幾十年的歷史，所以從太空中尋找替代方法還有很多東西可以獲得。 但毫無(wú)疑問(wèn)，我們現(xiàn)在比以往任何時(shí)候都更接近于淘汰自第二次世界大戰(zhàn)以來(lái)幾乎沒(méi)有變化的火箭技術(shù)。