如何看待「剑桥、哥大研究生欲造 32 万公里的登月电梯」？这个研究实现的可能性有多大？
首先，我们得搞清楚这个“登月电梯”到底是个什么概念。从字面意思理解，就是要在地球和月球之间架设一条长达 32 万公里的“缆绳”，然后通过这个“缆绳”把人和物运送到月球上去。这听起来就像是科幻电影里的情节，比如《星球大战》里的太空电梯，只不过这次的目标是月球。
那么，这个研究实现的可能性有多大呢？
咱们得把这个想法拆解开来，看看它在现实中会遇到哪些巨大的挑战，或者说，它到底有多“遥不可及”。
1. 材料的挑战：
这是最核心、也是最致命的难题。想象一下，要建造一条横跨地球和月球之间的缆绳，这条缆绳需要承受巨大的张力。它不仅要能支撑自身的重量，还要能承受运载工具的重量，更重要的是，它还要能抵御宇宙环境中的各种因素，比如微陨石撞击、太阳辐射等等。
目前我们已知的最坚固的材料，比如碳纳米管，它们的理论强度确实非常高。但即使是理论上的碳纳米管，要做到真正能建造出这样一条超过 30 万公里的缆绳，其材料强度、均匀性、以及大规模生产的难度，都是我们现在远远无法企及的。我们现在制造的碳纳米管，长度最多也就几厘米，而且质量参差不齐。要制造出一条横跨地月之间，而且能够承受如此巨大拉力的超强材料，这需要的进步可能不是一代人的努力就能完成的。这就像是要用牙签去搭一座摩天大楼一样，材料本身就撑不住。
还有一点，即使我们找到了某种理论上足够的材料，如何将其制造得足够长、足够均匀、而且没有丝毫的瑕疵，也是一个巨大的工程挑战。一点点的微小缺陷，在如此巨大的长度下，可能会被放大成灾难性的后果。
2. 工程的挑战：
即使我们解决了材料问题，接下来就是工程上的巨大难题。
锚固点： 首先，这条 32 万公里的缆绳需要两个稳固的锚固点：一个在地球上（或者说是地球轨道上），一个在月球上。在地球轨道上建造一个能承受如此巨大拉力的稳定平台，就已经是非常困难的了。更不用说在月球上找到一个同样稳固且能支撑缆绳的地点。月球表面并非完全静止，虽然没有大气，但也有月震，而且月球的引力作用也会产生影响。
建造过程： 如何将这条超过 30 万公里的缆绳从地球运送到月球并将其连接起来？这本身就是一个难以想象的工程壮举。目前我们每次将少量载荷送往月球都已经是巨大的成本和技术挑战了。用现有的火箭技术来运输足够建造这样一条缆绳所需的材料，其成本和时间将是天文数字。我们可能会需要全新的太空制造技术，直接在太空中生产和组装，但这同样是我们目前不具备的能力。
动态平衡： 地球和月球都在不断运动。地球自转，月球绕地球公转，而且它们的轨道也不是完全静止的。如何让这条缆绳始终保持在预定的位置，而不被各种引力、惯性力搅乱，维持动态平衡，需要极其复杂的控制系统和轨道计算。如果缆绳出现摆动或者变形，后果不堪设想。
能量传输： 如果要通过这条缆绳运送人和物，就需要有能量来驱动“爬升器”。如何在如此长的距离上高效、稳定地传输能量，也是一个很大的问题。无线能量传输在如此远的距离上效率会非常低，而物理连接的电缆会增加缆绳的重量和复杂性。
3. 安全和风险：
如此庞大的工程，一旦出现问题，后果将是灾难性的。
陨石撞击： 太空中有无数的微小尘埃和陨石，它们在极高的速度下撞击到缆绳，可能会造成损坏，甚至断裂。虽然说 32 万公里这个长度可能覆盖了大部分的太空区域，但风险依然存在。
空间碎片： 随着人类太空活动的增加，轨道上的空间碎片也在不断增多，这些碎片对太空设施构成了严重威胁，更不用说一条如此巨大的缆绳了。
断裂： 如果缆绳在任何一点断裂，其巨大的动能释放出来，其威力可能无法估量，对地球、月球乃至整个轨道空间都可能造成严重的二次灾害。想象一下，一条几十万公里长的巨型链条断裂，会是什么样子？
4. 经济和政治因素：
即使技术上勉强可行，如此浩大的工程也需要巨额的资金投入，以及全球范围内的合作和协调。哪个国家或哪个组织能够承担这样的成本？又如何协调各国之间的利益和技术标准？这涉及到非常复杂的政治和经济问题，远远超出了纯粹的技术范畴。
那么，为什么剑桥、哥大的研究生会提出这样的研究呢？
我觉得，这更像是一种“概念性研究”或者“探索性研究”，旨在提出一个极具挑战性的目标，然后去分析和研究达成这个目标所需要克服的关键技术瓶颈。
激发创新： 提出这样的宏大设想，能够吸引年轻人的目光，激发他们对空间科学和工程的兴趣，鼓励他们去思考那些目前看来几乎不可能实现的事情。很多伟大的科学突破，最初都是源于一些看似疯狂的想法。
技术预研： 通过研究“登月电梯”所需要解决的材料、工程、能源等问题，可以反过来推动相关领域的技术发展。比如，对超强材料的需求，可能会促进纳米材料研究的进步；对空间建造和动力传输的研究，也可能催生出新的技术方案。
理论探讨： 即使短期内无法实现，进行理论上的可行性分析和技术路线规划，也是有价值的。这有助于我们更清晰地认识到当前技术的局限性，以及未来需要努力的方向。
总结来说，这个“32万公里的登月电梯”在目前的科技水平下，其实现的可能性趋近于零。这不仅仅是技术上的挑战，更是材料科学、工程学、能源科学以及经济政治等多个层面的巨大鸿沟。
但这并不意味着这个想法就毫无价值。它更像是一种“思想实验”，一种对未来人类太空探索边界的极致想象。通过研究它可能遇到的困难，我们可以更好地理解我们在通往太空深处之路上，还有哪些艰巨的任务需要完成，需要什么样的科技进步才能触及。
或许，我们这一代人看不到登月电梯的出现，但正因为有这些大胆的设想和不懈的研究，我们才有可能在未来的某一天，看到更便捷、更高效的太空运输方式的诞生。这或许就是科学探索的魅力所在吧。
网友意见
我就想请问一句，把这篇文章作者的单位去掉，和一个大三结构力学大作业有什么本质区别？就算是大三的大作业都算是差的
正文只有2-7页，截面积恒定那一章还是废话，最后认为可以实现的tapering也不切实际，运用的模型粗浅不堪，解决问题不是新的理念。用这么初级的模型做一个如此庞大的问题，又没提出任何可能的检验模型的手段，这样的研究有什么用？
做研究无非就是下面几个套路：（1）经典方法的新应用；（2）新方法对经典问题有更好的解释；（3） 新方法对新问题的应用。排名由低到高。请问这篇文章属于哪一类？
这文章要能正式发表才见鬼了
谢邀。
才疏学浅，老老实实端个小板凳坐前排学习。。。
2019年8月25日，一篇上传到论文预印本arXiv网站上文章表示，“太空电梯”在技术上和经济上具备可行性，大约只需要10亿美元成本，就可以打造这样一部“月球太空电梯”。论文中提到的新型太空电梯（Spacelin）实际上是一条长达32万公里的电缆，一头固定在月球上，另一头指向地球上方，可能位于距离地球27000英里的轨道上。
该论文准备投往期刊《宇航学报》（Acta Astronautica）。
图片来源：http://arxiv.org 论文截图
“太空电梯”的概念一直只存在于想象和文学作品中，是个很完美的科幻概念，早在人类火箭之父齐奥尔科夫斯基年代他就已经提出了这个美好的设想：普通人能像乘坐电梯一样，借助一根连接天地的绳缆，自由且低成本往返太空。
然而，文章中提到的太空电梯到底可不可行？
美好的太空电梯想象图，图源：NASA
先谈按照这篇论文的设想，由于月球的相对运动，线缆无法固定在地球表面，所以电缆一头固定在月球上，另一头指向地球上方，可能位于距离地球上空接近同步轨道的高度上，这里是绝大多数通讯卫星所在地：围绕地球自转速度恰好等于地球一天，因而相对地面而言静止或同步。这个方案跟此前太空电梯必须将重心放在地球同步轨道上的设定有所区别。但这就意味着一系列新问题。
例如，文章并未考虑从月球开始建设的运输费用成本。而这个费用是实打实的惊人：阿波罗登月计划时期，共计消耗了约2000亿美元，仅运输了6次任务、总重不到100吨物资抵达月球表面。而如果建立一个从月球到地球附近、长达30余万千米的大型稳定结构，势必意味着月球端巨大的建设消耗。
举个例子：南京长江大桥主桥长约1600米，在如今的中国“鬼斧神工”基建面前仅是个小不点，但它用来承重的大型钢缆就重达上万吨。可以想像如果在月球建设，这个费用会有多么惊人！
此外，靠近地球这一端很难保持位置稳定。在这个高度，即便是一颗采用离子电推进的通信卫星，依然要持续不断工作以对抗地球非严格球形引力摄动、太阳光压、地球反照压、日月金木火等星体引力等影响，工作寿命仅在10年左右。而对于这么大型的结构，势必无法控制，甚至是地球附近最宝贵的地球静止轨道上所有卫星的潜在灾难。
而按照设想，载荷需要先发射到靠近地球这一端，再通过太阳能缓慢移动到月球附近。先不评价靠效率如此低的太阳能走完连光速都需要1秒的距离（30万千米，地球赤道7.5圈！）需要多久，单纯发射到地球静止轨道的费用就让人震惊。目前人类到达这个轨道的通信卫星最重约7吨，但代价是数亿美元的花费。
实现跟一个完全无控的巨大钢缆对接难度更是不可思议。即便是距离地球上空几百千米的、两个可控航天器空间交会对接任务，全世界能掌握的国家仅1只手可以数过！
论文中还提到，最简单版的Spaceline 线缆可能或不会超过88000磅，并不需要用碳基材料不可，Kevlar或其他现有材料制成就可以完成。然而，这并不现实。
因为被绷紧的缆绳需要承受巨大的应力，可行的材料仍然是碳基材料。但它仅是实验室中存在的材料无法量产，科学家们只能制造出极微量的实验品，而花费是天价。
即便是碳纳米管，它的长径比也在1000:1级别（对比普通材料20:1已有极大提升），对比太空电梯的超长缆绳要求依然不够。当长度为30万千米时，宽度会到多么不可思议的级别！
不仅强度问题，绳缆不同位置由于重力加速度和围绕地球/月球运动速度不同，受到的切向应力也不大不相同，人类尚无一种灵活的材料能实现这些要求。
铺天盖地的新闻，图源：百度
这不禁让人想起另一个更接近真实情况的“太空电梯”：2018年9月14日，日本宇宙航空研发机构JAXA将在种子岛太空中心用H-IIB火箭发射第七艘前往国际空间站的货运飞船HTV-7，这是现役世界第一重的货运飞船，可达16.5吨。不过显然它并没有多少读者注意，反而被一个“世界首个太空电梯即将发射”的新闻抢了头条，国内外的小媒体上到处都是。
它的全称是空间系留自主机器人卫星-迷你电梯（Space Tethered Autonomous Robotic Satellite - Miniature Elevator，STARS-Me），这已经是STARS实验系列卫星第四次任务。迷你电梯其实是个昵称，它真正的功能并非如此，真相如下。
- HTV夹带的货物
日本已经执行了六次国际空间站的货运任务、且JAXA拥有国际空间站上希望号实验舱、储藏舱、扩展实验舱和机械臂。HTV可以运送重达6.2吨的货物，远超国际空间站货运主力进步号的2.4吨，在执行基本任务需求时夹带一些其他货物也是常态。本次HTV-7任务就额外携带了STARS-Me，SPATIUM-I和RSP-00三个技术验证卫星。
2.系留卫星
STARS系列任务都用来验证一种空间应用的技术：系留卫星，或者系绳卫星。它的原理是通过用绳缆从母卫星释放一颗子卫星、或者双星进行伴飞，能自由释放、收回并重复使用，实现各种科学和工程研究目标，先后有香川大学、静冈大学等参与。
STARS-Me任务艺术构想图，图源：静冈大学
STARS的特色在于低成本的微小卫星编队：两颗微小、犹如魔方大小（10厘米边长的1U立方形）的卫星通过一根约10米的细钢缆相连。这次的-Me任务之所以叫做迷你电梯，是因为钢缆上还将有一个小滑块可以在钢缆上移动，视觉上有一种“电梯”的效果，因而得名，但可以确定的是这跟太空电梯的理念毫无关系。
3. 到底是做什么的？
STARS-Me任务由静冈大学主要负责研发。毕竟只是两个卫星加一起几千克的极小任务，它的真实作用还是基本的技术验证和教育教学，主要关于通过无线电信号接收辅助判断卫星状态：两颗卫星都能直接与地面通信，它们之间的距离和姿态会导致信号接收出现细微的偏差，在地面的接收站可以通过两股信号的多普勒频移、比特率、信噪比对比等反推这个小型编队的姿态和距离信息。
中间的“电梯厢”（6*3*3厘米尺寸，比鸡蛋还小）带有蓝牙功能，能够通过其中一颗卫星与地面通信，也会出现在两颗卫星的互拍中。它也能够在绳缆上缓慢移动，作为测试任务的额外标的，也能验证双星+滑块的技术可行性，从这个角度的确是世界首例，但它的更科学叫法应该叫做滑块。整体上这个任务只是个实验验证性质的小型任务，跟大家想象中的“黑科技”相距甚远。
4.宣传作用
毫无疑问，太空电梯是个大大的噱头，引发了全世界关注，也引出了每个新闻稿里都会出现的大林组建设公司。作为日本最大的房地产企业，大林组造了无数日本的摩天大楼，太空电梯概念一直以来是他们宣传的重要方向。部分资助这么一个大学里的小型科研项目并不昂贵，却收获到了万千读者的关注，可谓是一次成功的品牌曝光。
其实，NASA曾经做过一些预研究，最终全部放弃。谷歌著名的X实验室，曾经研究过太空电梯可行性，最终宣布放弃，因为它的技术难度“远远超过了人类现有技术水平”。
现在来看，SpaceX掀起的火箭/飞船回收，才是最有前途降低航天成本的方式
更何况，人类航天已经愈发成熟，随着可回收运载器和航天器的快速研发，尤其是商业航天的加入，航天成本也在迅速降低，太空电梯最吸引人的“价格优势”并不存在。
因而，历次报道“太空电梯”大新闻的媒体，大概像把壁虎吹作剑齿虎一样。。。
以上，别闹了，大家还是老老实实支持可控核聚变这种靠谱的技术吧，改变人类全靠它了（手动滑稽）！
类似的话题
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有