奈米大突破 天梯不是夢

資料來源:中國時報

2003年9月14日

閻紀宇/綜合十三日外電報導

由地球表面穿越大氣層、直達十萬公里高處的「太空電梯」,長久

以來被視為科幻小說家的無稽狂想。然而隨著科技─尤其是奈米科

技─的突飛猛進,能夠運送衛星、太空船與其他酬載的太空電梯,

可能再過幾年就會正式上路登天,並以其便利安全與低廉成本,逐

漸淘汰傳統的火箭發射昇空方式。 

為期四天的「第二屆太空電梯國際會議」從昨天開始,在美國新墨

西哥州的聖塔菲市舉行。七十位來自各國的科學家與工程師將共聚

一堂,討論如何將太空電梯的夢想化為實際。而且一九七九年在小

說《天堂之泉》中首先提出此一概念的科幻大師克拉克,今天也將

透過人造衛星影像傳輸,從千里之外的斯里蘭卡向大會嘉賓致詞。 

多位科學家表示,未來太空電梯系統的主軸將是一道能夠延伸十萬

公里的纜繩,地表的一端固定在一座漂浮於海面的基地平台上;太

空的一端則拴著繞行地球的物體,做為平衡配重塊,其動量產生的

張力足以將纜繩繃緊,讓電梯上下穿梭。纜繩的重心將保持在距地

表約三萬六千公里的高空,作用猶如對準地表某一定點的地球同步

衛星,使太空電梯系統得以穩定運作。 

要建造這樣一座太空電梯,首先得以火箭發射一枚地球同步衛星,

將纜繩送入太空,一端垂降回地表,一端向太空更遠處延伸。接著

電梯就可以開始運送配重塊與各類酬載,動力則來自接收地表基地

台發射的雷射光,然後轉化為電能。 

地表基地台的位置可能會選在中太平洋,某個海相與天候較為穩定

的區域,並儘量遠離空運與海運的航道。同時為了避免太空電梯遭

到「太空垃圾」的撞擊,基地台要能夠浮動以改變位置。 

太空科學家愛德華茲估計,整個計劃大約需要七十億美元經費;一

旦大功告成,將使發射太空酬載的成本降低至目前的四百分之一。 

太空電梯成敗的關鍵在於纜繩的材質,科學家必須找到夠堅固也夠

輕盈的材料,才能夠維繫太空電梯的運行。拜奈米科技快速發展之

賜,新一代「奈米碳管」將擔負起這項重任。奈米碳管的強度可媲

美鑽石,但彈性之佳卻可以做成纖維,正是科學家夢寐以求的材料

。理論上,如果能將奈米碳管織成面寬一公尺、厚度薄如紙的纖維

材料,那麼太空電梯就可以平步青雲了。 

克拉克當年曾經預言:等到人們停止嘲笑太空電梯構想之後的五十

年,他的夢想就會成真。十幾年後的今天看來,克拉克的預言恐怕

還太過保守,美國國家航空暨太空總署早已停止嘲笑,撥出大筆經

費研發太空電梯。而在聖塔菲舉行的太空電梯國際會議,主辦者之

一正是美國政府能源部轄下的「洛斯阿拉摩斯國家實驗室」,也就

是人類第一顆原子彈的誕生地。