“太空电梯”还差得远吗?

咱们聊个挺科幻的话题,“太空电梯”的构想虽然早就有人提了,但真正想让它落地,那是真的难,最大的拦路虎就是找不到那种强度大又够轻的材料。你想啊,要把一根绳子从地面一直拉到三万五千公里高的地球同步轨道上,还得能让车厢在上面升降,那这根绳子得抗得住多大的劲儿啊!以前大家都觉得这东西基本就是个梦。 不过转机来了,科学家发现了一种叫碳纳米管的材料。这东西有多细?大概只有头发丝的几万一。它的力学性能超强,强度比顶级钢材还要强几百倍,可密度却只有钢材的四分之一左右。这就好比给“太空电梯”的幻想照进了一束光。我国科学家,特别是清华大学的团队在这方面下了大功夫。 以前做出来的碳纳米管最长也就几微米,还没到实用的级别。后来咱们用新方法和催化剂,终于把单根长度突破到半米以上。光是单根够长还不行,还得把成千上万根这样的单管绑成一股粗绳子。这又涉及到怎么把这些小家伙高效地组装起来的问题。咱们又搞了新的组装技术,把这些纳米管做成了强度很高的管束。 还有个重要的指标是抗疲劳性。因为太空电梯的缆绳要跑无数趟升降,必须能承受反复的拉扯不损坏。我们在国际上第一个做了这方面的实验,发现单根碳纳米管能挺过上亿次的循环拉伸还不断裂。这就从原理上证明了它确实能当这个“超级缆绳”。 不过啊,现在的成绩跟真正造个太空电梯还差得远呢。首先是规模问题,实验室做出的材料也就米把长;而真正需要的是数万公里的连续均质材料。这中间的技术难度那是相当大的。 其次是环境考验。这根绳子要穿过大气层,得防雷电、冰雹、极端温度变化;到了太空还要防宇宙射线、原子氧的侵蚀和小陨石的撞击。再加上地面的巨型基座怎么建、车厢的动力系统怎么弄、怎么维护保养全系统……这都是世界级的难题。 梦想还是要有的嘛!咱们现在在做的基础研究,就是给未来铺地基。不管最后“太空天梯”什么时候能实现,每一分对材料的研究成果都是技术储备。通往星辰大海的路就在脚下,科学探索就是这样一步一个脚印走出来的。