随着我国宇航员第一次从空间站出舱执行任务，点燃了许多人探索宇宙的愿景。

但对于普通人来说，前往太空并不容易，唯一的办法就是成为宇航员。但有一个概念可让天空旅行变得更接地气，让普通人也能飞往地外空间，这就是太空电梯。

关于轨道

为了理解太空电梯是如何把我们送入太空的，首先必须理解什么是轨道。如果你在地面上扔出一个小球，它会在空中划出一道弧线，然后落到地面上。

在太空中，重力会使你以同样的轨迹下落，但如果你的侧向移动速度足够快，产生的离心力与引力作用相互抵消，这样你就可以在天空中保持相对静止，而不至于掉落到地面上。所以用火箭搭载卫星进入地球轨道时，必须快速向上和侧向移动，到达指定轨道后，利用离心力抵抗重力，从而稳定地挂在天上。

太空电梯

相比之下，太空电梯利用地球自转的能量来实现太空旅行。太空电梯有四个主要部件：太空站、缆绳、轿厢和基座。我们将太空站稳定到地球同步轨道上，保持相对静止，作为支撑缆绳的平衡物。然后从太空站降下36000公里的电梯缆绳连接到地表基座，基座一般建在地球赤道地带，应为赤道和同步轨道间的垂直距离是最短的，这样可以缩短缆绳长度。在基座上用一个强有力的锚将电梯缆绳固定在地面上，这样我们就可以在缆绳上装设电梯轿厢。

当乘客乘坐电梯前往太空时，给轿厢一个向上的动力，使电梯轿厢沿着缆绳慢慢上升。随着电梯轿厢上升的高度逐渐增大，它随着地球自转开始加速旋转起来，升得越高旋转得越快，这样产生的离心力越来越大，我们受到地球引力作用的效果会越来越小，越接近终点，我们上升使用的能量就会越少。

太空电梯无疑是人类有史以来建造的最大、最昂贵的建筑。虽然成本高昂，但却一劳永逸。太空电梯可以重复使用，和火箭发射消耗的资源相比，利用太空电梯借助地球自转的能量，可以大大节约到达太空的成本。搭乘太空电梯的乘客，无需经过复杂的训练，只需了解旅客须知和基本常识，就能开启太空之旅。

效用之比

我们来做一个效用对比，火箭燃烧大量的化学燃料，只是为了将少量的货物运送到太空。以目前的成本，利用火箭将一公斤有效载荷送入太空的价格约为30万元。假设一个普通人重50公斤，那么送一名宇航员上太空的成本将是1500万元，当然还不包括培训等费用。而将一辆重达400公斤的汽车送往太空，用火箭运送的成本将达到1.2亿元。而且用火箭运载是一次性的，下次要运送同样的有效载荷，也必须花费等量的费用。

我们暂且将建造太空电梯的价格预估为20000亿元，当太空电梯建成后，运送一公斤有效载荷的成本将降低200倍。虽然太空电梯的巨额建造费用可以让我们发射数百次火箭，但如果太空电梯实际运转起来后，百余次的电梯升降后，我们将回本并开始切实享受到便捷低价的天空旅行。虽然短期内电梯的票价不可能像机票一样便宜，但也在一般人的承受范围之内。

技术障碍

我们已经拥有了天和号空间站，可以在此基础上修建我们的电梯太空站。地面上的基座也好说，以我们的基建能力，这点工程根本不是事。

最大的挑战来自于缆绳，它需要比我们现在生产的任何材料都更轻，更坚固，更稳定。除了坚固和稳定外，缆绳还必须能够承受大气腐蚀、辐射、以及陨石和太空垃圾的撞击，此外太阳风会对电梯施加压力，使轿厢左右摇摆不定，这也为缆绳的稳定性与承受能力带来挑战。

碳纳米管作为一种前景广阔的新材料，或许能满足制作缆绳的要求，但以目前成品质量来看，还具有一定差距，但也为我们提供了一个研发方向。

此外，如何为轿厢提供向上的动力，也成为建设太空电梯的另一个挑战。轿厢初始上升阶段需要巨大的能量，目前有许多解决能源传输的设想。可以在轿厢上装上一个马达，马达的能源可以从缆绳上传递，也可以使用轿厢内的发电机，但都会增加轿厢的重量。如果我们能够开发出可控核聚变技术的话，就可以用很小的反应堆为轿厢提供能量，这也是解决能源问题的一个方向。

也有一种十分前沿的设想，可以在轿厢上装两片反光板，从地面上将超大能量的激光照射到反光板上，利用光压作用推动轿厢往上爬升。简而言之，对于建造太空电梯来说，仍有一些重大的技术障碍需要克服。

巨大风险

太空电梯也不是没有风险。如果缆绳突然断裂，它会以极其壮观的方式崩溃。如果缆绳在基站附近断裂，产生的反作用力将导致整个电梯上升，一直到达太空站。由于轿厢失去控制，极易撞毁太空站，而引发严重的事故。如果缆绳在太空站的附近断裂，轿厢就会掉下来，里面的乘客几乎没有生还的可能，而且缆绳断裂产生的碎片，也可能对未来的空间飞行造成严重的影响。

如果建造一个太空电梯，我们必须一次成功。即使有这样那样的挑战，用太空电梯的回报将是巨大的，这可能是开启太空文明的第一步，也是占据太空探索主动权的关键一招。