從《聖經》中的巴別塔，到首次提出“太空天梯”設想的俄國學者齊奧爾科夫斯基、首位太空宇航員加加林，再到馬斯克的space x，人類從未停止對太空的探索和幻想。

然而今天要來講的並非《聖經》，也不是火星人馬斯克的“移民計劃”，而是稍顯低調的日本“太空電梯”計劃。

“太空電梯”計劃構想圖

作為日本最大的房地產企業、建造了日本無數摩天大樓的大林組，在2012年宣佈，要以100億美元建設太空電梯，時速200公里，能夠把人抬高9.6萬公里，直接進入太空。日本科研團隊的目標是在2050年建成太空電梯，屆時將乘客帶到3.6萬公里的高空旅行。

（太空電梯施工進度計劃）

1.

對於太空電梯最早的構想可能就是源於俄國和蘇聯的火箭專家和宇航先驅——齊奧爾科夫斯基，他提議在地球靜止軌道上建設一個太空城堡，和地面用一根纜繩連線起來，成為向太空運輸人和物的新捷徑。

後來在1979年，科幻作家亞瑟·查理斯·克拉克的《天堂噴泉》中，以一種強度極大但質量極輕的碳纖維材料把地球和同步軌道衛星連線起來的太空電梯再次引起公眾的注意，漸漸地，太空電梯也變成了科幻作品中的“常客”：

“所有的太空電梯都只鋪設了一條初級導軌，與設計中的四條導軌相比，運載能力小許多，但與化學火箭時代已不可同日而語，如果不考慮天梯的建造費用，現在進入太空的成本已經大大低於民航飛機了。”（《三體II》）

除了《三體》系列外，動畫《機動戰士高達00》、《高達G之復國運動》、《宇宙騎士》等都出現了“太空電梯”的身影，可見人類對於“坐電梯上太空”的熱切期待。

但是正因為“太空電梯”的構想與科幻作品“走得太近”，所以很多人都質疑太空電梯的可行性。在2018年曾經隨著貨運飛船HTV-7大出風頭的迷你太空電梯STARS-Me，一時間又抓住了世界的眼球，但專業人士表示，迷你電梯STARS-Me與前面提到的“太空電梯”構想不能說一模一樣，只能說毫不相關，純粹是一次噱頭。

2.

無論是對於齊奧爾科夫斯基，還是對於亞瑟·克拉克來說，太空電梯註定只能是奢望，因為當時的技術條件無法承受太空電梯自重及載重，直到1991年，日本筑波NEC實驗室的物理學家飯島澄男發現了碳奈米管，讓太空電梯的構想有了載體。

一種CNT進行金屬線塗層處理。因為金屬材料在外部空間中具有很高的耐環境性，因此它們可以長時間保護物體，並且由於不會釋放任何物質，因此無需擔心汙染外部空間。塗層的可加工性也極好，並且易於調節塗層的厚度和連續塗覆長電纜。由於金屬具有較大的比重，因此透過覆蓋金屬會增加電纜的重量，但是可以假定，透過調整設計條件也可以將其應用於太空電梯。

（CNT的金屬線塗層）

另一種CNT進行矽基螺紋塗層處理。矽基材料是為保護人造衛星材料而開發的，它比金屬材料輕，具有良好的可加工性，並且具有出色的柔韌性和延展性。由於已在太空中用作人造衛星的片狀外部材料，因此，根據其劣化程度和這次使用扭曲形試件的實驗結果、並基於維護保養計劃進行使用壽命預測。

（CNT的矽基螺紋塗層）

在大林組披露的這項實驗中，以上兩種型別的材料將分別在國際空間站的暴露一年和兩年。2020年夏季後的第一年和2021年夏季後的第二年，標本將退還。相關實驗人員也將會對收集的標本進行詳細分析，並在將其與先前實驗的結果進行比較的同時評估損壞程度。

“我們的最終目標是建立一個總重量為100噸，有效載荷為70噸的登山者，這是一條可以攀登100噸車輛的電纜。電纜的長度為100,000。我必須製造一條重達7,000的碳奈米管電纜這是令人驚訝的，但厚度僅為1.38毫米，最大寬度僅為4.8釐米。”大林組工程總部環境技術二處高階總工程師石川洋次介紹。

3.

其實歷史上，也曾有不少科學家依靠碳奈米管對太空電梯的可行性進行不斷嘗試。

90年代，隨著碳奈米管的研究出現突破，NASA曾經在馬歇爾空間中心組織了一次研討會論證這種新型材料的應用潛力，其中一項便是建造太空電梯的可能性。不過這個研討會無疾而終，因為科學家們經過分析還是認為現實技術距離需求差得太遠了。

2000年，NASA資助了科學家愛德華關於太空電梯的預研專案，他提出建造一種長達10萬千米的碳奈米管結構繩索太空電梯，同時做出了大量工程設計，例如防禦對流層天氣、高層帶電粒子等，相比此前有了很大突破，例如降低了對材料的應力需求。然而後來發現還是不具有可行性，工程和技術無法實現，最終該專案黯然退場。

自此以後，也有很多公司重新研究起了太空電梯的可行性，幾乎每一年都有新的太空電梯設計方案競賽。其中集大成者是著名網際網路公司谷歌神秘的X實驗室，繼續嘗試攻克碳奈米管構建長距離繩索的可能性，然而在投入不明數量的資金後發現，人類現有技術連建造一根僅1米長的繩索都無法滿足，最終完全放棄了太空電梯的夢想。

“太空電梯”時代暢想圖

在這些失敗經驗中，存在著諸多無法克服的障礙，比如：

即便是碳奈米管，它的長徑比也在1000：1級別（對比普通材料20：1已有極大提升），對比太空電梯的超長纜繩要求依然不夠；地球大氣干擾巨大。大氣包含對流層、平流層、中間層、電離層等，對流層有風雨雷電，平流層有橫向風，中間層有劇烈溫度梯度和對流，電離層有高能粒子和磁暴等人類完全未知的空間天氣現象；航天中但凡從無人變成載人，都意味著成本陡增，人是所有航天探索中最脆弱的環節。太空電梯要進入太空，面臨複雜的大氣環境和宇宙輻射環境，電梯的防護要極端嚴格，而這無疑需要一個巨大的電梯廂，進而要求增大繩纜的應力、強度、尺寸，形成無解死迴圈。

“太空電梯”構想圖

無論“太空電梯”計劃是大林組的營銷手段，還是出於造福全人類的初衷，大林組在科技上的追求毫無疑問支撐了他們在日本的行業頭部地位。或許對於很多地產公司來說，首要的工作並不是衝出亞洲，走向太空，而是管理好現場，讓現場溝通效率更高、建設品質更好、安全隱患更少、工程進度更符合預期。