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圣经《旧约》中有这样的故事：上帝创造人类以后，人类要造一座通天的塔。为阻止这样的事情发生，上帝使人类的语言彼此不通。于是，人们停止了造塔的工程。
如今，人们将要继续完成这个神话般的梦想。目前，美国航天局公布的一份报告中，提出了建立“太空电梯”的计划。
通向太空的天梯
登天的梦想始于“现代火箭之父”——奥尔科夫斯基。1895年，当他面对埃菲尔铁塔时突发奇想，设想如果把埃菲尔铁塔的高度延长到地球同步轨道(35800千米高)，人类就可以通过电梯把卫星送入太空。
航天飞机运输每100克货物需1500美元。从实用的角度来讲，科学家们认为也许建造一个具有同步卫星高度的高塔电梯可以降低运输成本，让人们可以随意往返于太空和地球之间。然而，这样的高塔要有35800千米高，为了保持塔身的稳定，使其不被自己的重量所压弯，塔底面积至少得占地40万平方公里，这显然是难以做到的。
科学家提出了建造一个从同步卫星往下延伸的“倒塔”的方案。设想从卫星上挂下一个用新型纤维制成的，长达35800千米的梯子，梯子将从天而降，这就是美国航天局最近公布的一份“太空电梯”方案的有关内容。关于建造“太空电梯”的很多细节问题，如电梯的动力、结构、控制系统、维修系统、救生系统等，也在考虑之中。
在美国航天局的一份可行性评估报告中，讨论了实现这一梦想的可行性和所需技术。他们的结论是：十几年后，凭借少许运气和大量研究工作，人类将也许能以每磅(约0．45千克)体重5美元的价格，体验生命中最长、最刺激的升降机旅行。这样的一次旅行只需24小时。
天梯的原理
地球在绕太阳公转的同时，自身也在自转。因此，对于任何与地面保持相对静止(实际上是围绕地球同步转动)的物体，将同时受到地球万有引力和离心力的影响。在赤道上重力最小，是向太空运送物体的最好地点。
因此，计划中的“天梯”也将建造在位于地球赤道的厄瓜多尔地区。据测量，该地区是地球上距离地心最远的地方，其最高处比珠穆朗玛峰顶离地心还要多2千米，重力也最小。开始要发射一个大型地球同步航天站，然后，从这个位于35800千米高空的航天站上放下若干高强度的缆索，铺设一个接一个的电磁环，使其连接成一个电磁空心管。这个电磁空心管就是未来可用于上天的“天梯”。一种新型的电磁列车将行驶在这个电磁空心管之中。由于这种卫星的旋转角速度与地球自转角速度相同，所以从地面上看去，它似乎固定在天上不动。从而保证天梯与地面相对静止，并保证天梯与地球上的基地位置保持垂直。
如果卫星带着这样一个又长又重的梯子，在地球引力(即重力)的作用下，会连同梯子一起掉下来。如何使“天梯”以及卫星悬在空中呢?
为了使天梯突破地心引力的影响，太空中的一端必须与一个质量巨大的天体相连，或者是一个巨大的反平衡站，也许是一颗小行星。这一天体向外太空方向的离心力与地心引力抗衡，使天梯的引力重心与地球的相对位置固定不动的地轨运行方向协调一致，从而使天梯紧绷，允许电磁车在缆绳中心的隧道穿行。
此外，可在每500或1000千米处连接一个飞船或卫星，以保证天梯正常运行。
超乎想象的强韧材料
建太空天梯并非易事，其中一个关键的问题是，目前还没有这样牢固经济的材料可以用来建造如此之长的太空天梯。对于一条3．5万千米长的垂直放置的缆绳而言，必须能承受得住强大的地心引力和离心力的拉扯，因此要强韧得超乎想象才行。
1991年，日本科学家发明了一种叫碳纳米管的碳纤材料，这种碳纳米管是石墨中一层或若干层碳原子卷曲而成的“足球”状“纤维”，内部是空的，外部直径只有几到几十纳米。碳纳米管的重量很轻，密度仅为现在钢材的1／6，而其坚韧度要比钢材高出几百倍。诺贝尔化学奖得主理查德·史蔓利也发明出一种叫“碳超微管”的材料，比钢筋要结实200倍。用这样轻而柔软、又非常结实的材料做绳索，其牢固程度已足够用来建造太空天梯。目前这种碳纤钢索的成本是500美元1克，成本太高，需要找到一个有效途径把这种碳纤钢索的生产成本降下来。
美国休斯敦RICE大学的肯·史密斯正和他的同事研究一种碳纤钢索材料制造专利，尝试将碳纤钢索的生产成本降到每克1美元以下的方法。史密斯教授认为，目前碳纤钢索成本太高的原因是生产方式效率不高。
只需极少的驱动力？
根据专家设想，未来的太空天梯由电磁能驱动，时速可达几千千米。而NASA和美国空军正在实验利用地球磁场自行产生能源的技术，使国际空间站能够自动补充能源以及指挥太空轨道上的人造卫星。
空中天梯应建成一种不密封的通行电梯的管道形式，管道的四壁包含有电磁材料。电梯是一个很大的密封车厢，可以乘入、运货，整个的卫星和飞船也可以装在里面。电源由卫星太阳能发电站供给，或利用地球磁场产生能源，利用电磁力推动电梯克服重力上升。电梯上升的同时，将跟随天梯一起绕地球转动。升得越高，重力越小，上升就越省力。当电梯带着人返回地面时，则靠重力作用自动下降，只消耗很少的电能。这种电磁能驱动技术目前已在日本和欧洲的火车上得到应用，今后还会得到进一步开发。
此外，还有许多技术问题需要解决。例如，如何避免升降机免受天体碎片的袭击。同是NASA工程师还在设计一种发射拱门，它将提供一个16公里高的平台，用于发射航天工具。
一百多年来，人类相继实现了很多梦想，从建造摩天大楼到登上月球。可以预见，很多今天看起来难以实现的梦想都有可能在不久的将来变成现实。有专家预测10年之后，已有的设计和制造技术就可以实现美国航天局现在提出的“太空电梯”的设想。
如今，人们将要继续完成这个神话般的梦想。目前，美国航天局公布的一份报告中，提出了建立“太空电梯”的计划。
通向太空的天梯
登天的梦想始于“现代火箭之父”——奥尔科夫斯基。1895年，当他面对埃菲尔铁塔时突发奇想，设想如果把埃菲尔铁塔的高度延长到地球同步轨道(35800千米高)，人类就可以通过电梯把卫星送入太空。
航天飞机运输每100克货物需1500美元。从实用的角度来讲，科学家们认为也许建造一个具有同步卫星高度的高塔电梯可以降低运输成本，让人们可以随意往返于太空和地球之间。然而，这样的高塔要有35800千米高，为了保持塔身的稳定，使其不被自己的重量所压弯，塔底面积至少得占地40万平方公里，这显然是难以做到的。
科学家提出了建造一个从同步卫星往下延伸的“倒塔”的方案。设想从卫星上挂下一个用新型纤维制成的，长达35800千米的梯子，梯子将从天而降，这就是美国航天局最近公布的一份“太空电梯”方案的有关内容。关于建造“太空电梯”的很多细节问题，如电梯的动力、结构、控制系统、维修系统、救生系统等，也在考虑之中。
在美国航天局的一份可行性评估报告中，讨论了实现这一梦想的可行性和所需技术。他们的结论是：十几年后，凭借少许运气和大量研究工作，人类将也许能以每磅(约0．45千克)体重5美元的价格，体验生命中最长、最刺激的升降机旅行。这样的一次旅行只需24小时。
天梯的原理
地球在绕太阳公转的同时，自身也在自转。因此，对于任何与地面保持相对静止(实际上是围绕地球同步转动)的物体，将同时受到地球万有引力和离心力的影响。在赤道上重力最小，是向太空运送物体的最好地点。
因此，计划中的“天梯”也将建造在位于地球赤道的厄瓜多尔地区。据测量，该地区是地球上距离地心最远的地方，其最高处比珠穆朗玛峰顶离地心还要多2千米，重力也最小。开始要发射一个大型地球同步航天站，然后，从这个位于35800千米高空的航天站上放下若干高强度的缆索，铺设一个接一个的电磁环，使其连接成一个电磁空心管。这个电磁空心管就是未来可用于上天的“天梯”。一种新型的电磁列车将行驶在这个电磁空心管之中。由于这种卫星的旋转角速度与地球自转角速度相同，所以从地面上看去，它似乎固定在天上不动。从而保证天梯与地面相对静止，并保证天梯与地球上的基地位置保持垂直。
如果卫星带着这样一个又长又重的梯子，在地球引力(即重力)的作用下，会连同梯子一起掉下来。如何使“天梯”以及卫星悬在空中呢?
为了使天梯突破地心引力的影响，太空中的一端必须与一个质量巨大的天体相连，或者是一个巨大的反平衡站，也许是一颗小行星。这一天体向外太空方向的离心力与地心引力抗衡，使天梯的引力重心与地球的相对位置固定不动的地轨运行方向协调一致，从而使天梯紧绷，允许电磁车在缆绳中心的隧道穿行。
此外，可在每500或1000千米处连接一个飞船或卫星，以保证天梯正常运行。
超乎想象的强韧材料
建太空天梯并非易事，其中一个关键的问题是，目前还没有这样牢固经济的材料可以用来建造如此之长的太空天梯。对于一条3．5万千米长的垂直放置的缆绳而言，必须能承受得住强大的地心引力和离心力的拉扯，因此要强韧得超乎想象才行。
1991年，日本科学家发明了一种叫碳纳米管的碳纤材料，这种碳纳米管是石墨中一层或若干层碳原子卷曲而成的“足球”状“纤维”，内部是空的，外部直径只有几到几十纳米。碳纳米管的重量很轻，密度仅为现在钢材的1／6，而其坚韧度要比钢材高出几百倍。诺贝尔化学奖得主理查德·史蔓利也发明出一种叫“碳超微管”的材料，比钢筋要结实200倍。用这样轻而柔软、又非常结实的材料做绳索，其牢固程度已足够用来建造太空天梯。目前这种碳纤钢索的成本是500美元1克，成本太高，需要找到一个有效途径把这种碳纤钢索的生产成本降下来。
美国休斯敦RICE大学的肯·史密斯正和他的同事研究一种碳纤钢索材料制造专利，尝试将碳纤钢索的生产成本降到每克1美元以下的方法。史密斯教授认为，目前碳纤钢索成本太高的原因是生产方式效率不高。
只需极少的驱动力？
根据专家设想，未来的太空天梯由电磁能驱动，时速可达几千千米。而NASA和美国空军正在实验利用地球磁场自行产生能源的技术，使国际空间站能够自动补充能源以及指挥太空轨道上的人造卫星。
空中天梯应建成一种不密封的通行电梯的管道形式，管道的四壁包含有电磁材料。电梯是一个很大的密封车厢，可以乘入、运货，整个的卫星和飞船也可以装在里面。电源由卫星太阳能发电站供给，或利用地球磁场产生能源，利用电磁力推动电梯克服重力上升。电梯上升的同时，将跟随天梯一起绕地球转动。升得越高，重力越小，上升就越省力。当电梯带着人返回地面时，则靠重力作用自动下降，只消耗很少的电能。这种电磁能驱动技术目前已在日本和欧洲的火车上得到应用，今后还会得到进一步开发。
此外，还有许多技术问题需要解决。例如，如何避免升降机免受天体碎片的袭击。同是NASA工程师还在设计一种发射拱门，它将提供一个16公里高的平台，用于发射航天工具。
一百多年来，人类相继实现了很多梦想，从建造摩天大楼到登上月球。可以预见，很多今天看起来难以实现的梦想都有可能在不久的将来变成现实。有专家预测10年之后，已有的设计和制造技术就可以实现美国航天局现在提出的“太空电梯”的设想。