曾幾何時，當我們仰望星空，那觸手可及的燦爛卻離我們太過遙遠。似乎只有坐上宇宙飛船，才可實現這一遙遠的夢想，但是平民百姓似乎永遠不可能？不，人類從來不缺乏創新，就像“太空電梯”！
太空電梯，顧名思義，就是往返於太空的電梯，但是眾所周知，天地之間的距離何其遙遠，要想製造這樣一座電梯，豈非痴人說夢？其實不然，科學家認為太空電梯的關鍵就是貫穿電梯的空間線或者太空線！
要知道人類的未來很可能在太空，但走出太空是一個非常大的挑戰。簡而言之，從地球重力井底部向太空發射有效載荷是相當昂貴的，無論是否是可重複使用的火箭。雖然有些人認為建造太空電梯將是這個問題的長期解決方案，但這個概念也非常昂貴，而且存在各種各樣的工程障礙。
作為一種替代方案，來自美國和英國的兩位天文學研究生Zephyre Penoyre和Emily Standford提出了一種被稱為太空線的有創意的替代方案。這個概念包括在月球上錨定一個高抗拉強度的caple，該caple將延伸到地球重力井的深處。這將允許人類和物質在地球和月球之間自由流動，而成本只有一小部分。
太空電梯
太空電梯的概念可以追溯到幾十年前，據信起源於俄羅斯科學家康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基和尤里·阿蘇塔諾夫。雖然是齊奧爾科夫斯基設想了一個可以連接地球和太空的上層建築，但阿爾蘇塔諾夫最初提出的懸浮結構僅在軌道上具有平衡力。
從那時起，許多科學家就提倡創造太空電梯，因為它會給太空飛行帶來好處。如前所述，向太空發射火箭是相當昂貴的，因為任何想要掙脫地球引力的航天器都必須達到11.186公里/秒(40270公里/小時)。這需要很多燃料，花費很多錢，而且需要相當大的航天器。
通過消除向太空發射有效載荷和宇航員的需要，太空電梯將大大降低太空探索的成本。利用SpaceX公司的獵鷹9號火箭，目前向獅子座運載22,800公斤的有效載荷需要6200萬美元。這相當於每公斤2700美元。但是有了太空電梯，有效載荷可以以每公斤幾美元的速度送入太空。
這將使我們能夠把一切東西，從基於太空的太陽能陣列和商業棲息地，到新的空間站、衛星和軌道上的太空望遠鏡送到太空。與此同時，通過取消將航天器送入軌道的需要，它將大大降低深空任務的成本。
前往火星、金星、水星和外太陽系的航天器可以在軌道上建造，並從電梯本身發射。這些航天器也可以重複使用，並允許在其他行星和天體周圍建立棲息地，使我們有能力將我們的存在擴展到整個太陽系。不幸的是，所有這些計劃都遇到了一個主要的障礙，這也來自地球的引力。
太卡電梯的關鍵
簡而言之，在整個20世紀，建造太空電梯的提議都遇到了同樣的關鍵問題：沒有一種已知的材料有足夠的強度來支撐與地球相連的軌道結構。一直到了21世紀，碳納米管的發明重新激發了人們對這一概念的興趣。遺憾的是，經典的太空電梯目前在物理上是不可能實現的。儘管碳納米管(以及其他更奇特的材料)可能足夠強大，但其大規模生產和使用的研究仍處於起步階段。還有其他問題，比如我們如何安全、廉價地部署它，它的穩定性，以及對與軌道物質碰撞的關鍵，比如當它穿過低軌和地球靜止軌道之間最繁忙、汙染最嚴重的空間區域時。
空間線
這就是空間線（Spaceline）發揮作用的地方，空間線這個概念在很多方面類似於月球電梯的加強版，它將建在月球表面，並延伸到地球的重力井。我們知道地球較低的逃逸速度不僅能使貨物更容易被送入太空，而且還能很好地利用地球引力來穩定自身。空間線在這些優點的基礎上引入了一個概念，該概念可以使用已經可用並經過驗證的材料和技術來構建。簡而言之，在今天，將電纜延伸到地球靜止軌道(GSO)理論上是可能的，並將允許有效載荷在GSO和月球之間移動。
與太空電梯相比，Spaceline在解決最大的工程挑戰的同時，提供了諸多便利。通過使用一種簡單的分析方法，科學家佩諾伊爾和斯坦福能夠證明基本的物理極限是可以滿足的。正如佩諾伊爾所概述的:
“這種材料的必要強度遠遠低於地球上的電梯，因此它可以由已經大量生產的纖維製成，而且相對便宜。”太空線也避免了太空中最有可能發生碰撞的區域，並且可以相對便宜和容易地部署，因為它是通過從拉格朗日點同時將電纜繞向地球和月球)，而且更穩定。
當然，這個提議並不能解決這樣一個巨型結構所帶來的所有工程問題。但佩諾伊爾和斯坦福德希望他們的研究將有助於激發進一步的研究並解決這些問題。它們包括(但不限於)線路本身的穩定性、碰撞率，以及建造這種結構的最佳材料。
最初，佩諾伊爾和斯坦福德各自開發了太空線路的概念，但很快就意識到過去提出的月球升降機的建議——它們都是為了解決同樣的問題而出現的。然而，這兩種觀點之間有一些值得提及的關鍵差異。其中最重要的是它們的預期功能。
相比之下，太空線路的目的並不僅僅是為了方便旅行和從月球表面出發。更重要的是，佩諾伊爾和斯坦福並不認為月球表面只有一條空間線。他們指出，一旦第一個人造衛星建成，後續太空線路的成本將大幅降低，更大的有效載荷將被運送到地球靜止軌道和月球之間。
當然，在一條太空線成為可能之前，還有很多事情要做。與所有涉及將人類的存在擴展到地球以外的計劃一樣，最大的障礙是基礎設施。基本上，如果我們希望建造能夠使往返這些地方更容易、更便宜甚至更有利可圖的結構，就需要將大量的有效載荷送入軌道和地月空間。
雖然空間線在很大程度上仍是一個理論概念，但當你仔細想想，這樣的結構所帶來的好處確實令人驚歎，不得不說未來幾十年將是一個令人興奮的時刻！
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