不知從什么時(shí)候開始，人類就真的開始著手想要將太空電梯這種原本只出現(xiàn)在科幻電影里的科技變成現(xiàn)實(shí)了。包括我們熟悉的谷歌，它的 X 實(shí)驗(yàn)室都曾將太空電梯列為研發(fā)計(jì)劃。人們之所以敢這么天馬行空，倚仗的就是正在發(fā)展中的碳納米管技術(shù)。
碳納米管被一些人稱為“奇跡材料”，它由碳原子組成六邊形從而生成管狀結(jié)構(gòu)。碳納米管擁有古怪但能令科學(xué)家興奮的導(dǎo)電性、磁性和力學(xué)屬性，其抗拉強(qiáng)度是鋼的100倍，重量僅為后者的六分之一。
正因?yàn)槿绱耍藗冋J(rèn)為碳納米管技術(shù)如果能繼續(xù)發(fā)展，就足以能夠伸展到太空中，成為太空電梯必不可少的材料。我們眼下遇到的困難是碳納米管的強(qiáng)度僅是它應(yīng)有的百分之一，而香港理工大學(xué)的研究者通過模擬找到了答案。
科學(xué)家創(chuàng)建了一個(gè)碳納米管模型，但有一個(gè)原子不在它該在的位置，使得其中一個(gè)六邊形變成了五邊形。這個(gè)小小的錯(cuò)誤成為了一個(gè)極大的弱點(diǎn)，使得它非常容易斷裂。一旦發(fā)生這種情況，作用在結(jié)構(gòu)其他部分的張力就會(huì)完全毀掉這個(gè)模型。
只是一個(gè)這樣小的錯(cuò)誤，該碳納米管的理論最大抗拉強(qiáng)度就從100吉帕斯卡減少到40吉帕斯卡。如果類似這樣的瑕疵更多，那就會(huì)造成更可怕的性能衰減。據(jù)計(jì)算，要支撐起一座能夠?qū)嵱玫奶针娞荩估瓘?qiáng)度最少需要50吉帕斯卡。
科學(xué)家總結(jié)說：“只有質(zhì)量極高的碳納米管才能夠達(dá)到它們理想的強(qiáng)度。大多數(shù)現(xiàn)在量產(chǎn)化的碳納米管都存在大量缺陷，而高質(zhì)量的碳納米管又很難去量產(chǎn)。”
除非碳納米管的合成技術(shù)上有了飛躍性突破，否則使用這種材料來打造太空電梯就會(huì)是一件非常危險(xiǎn)的事情。有人可能會(huì)認(rèn)為等待突破并不是問題，但考慮到用碳納米管制造太空電梯意味著超過 35000 米長的一段材料中不能有哪怕一個(gè)原子的錯(cuò)位，而且輻射和太陽風(fēng)的影響使得這樣的電梯即使能打造完成，維護(hù)也是幾乎不可能的。這樣一來，碳納米管很可能就將不是我們實(shí)現(xiàn)太空電梯之路上最可行的辦法了。
沒有了太空電梯，我們?nèi)绾文軌驅(qū)崿F(xiàn)對(duì)太空的自由往來呢？SpaceX 的可循環(huán)利用火箭似乎是個(gè)不錯(cuò)的辦法。隨著技術(shù)進(jìn)步，可能性總是存在的。
