人們?cè)谔剿魇澜绲臅r(shí)候，對(duì)天空的著迷從來(lái)都沒(méi)有停止過(guò)。從古代觀星看月，到飛機(jī)熱氣球。每一步都向天空更近一點(diǎn)。在科技的進(jìn)步下，**和航空飛機(jī)一直到載人航天的出現(xiàn)。每一次技術(shù)的進(jìn)步都給人來(lái)前往太空帶來(lái)了巨大的希望。

然而這美好前景的現(xiàn)狀卻無(wú)比悲涼，每一次的探索都伴隨著巨額的成本。人們渴望著一種廉價(jià)優(yōu)雅的出行到太空的方式，太空電梯是一個(gè)非常好的選擇。美國(guó)材料科學(xué)預(yù)測(cè)說(shuō)，20 年后，將會(huì)有強(qiáng)度/重量足夠高的復(fù)合材料出現(xiàn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在的夢(mèng)想。

太空電梯這個(gè)想法已經(jīng)出現(xiàn)了一個(gè)多世紀(jì)了，它的基本想法很簡(jiǎn)單，就是在赤道位置有一根很長(zhǎng)的繩子聯(lián)通到太空中，繩子下端固定在地面上，人們可以使用這個(gè)繩子作為電梯上下運(yùn)動(dòng)的軌道。這樣，就會(huì)有一種輕松、可循環(huán)的一種進(jìn)入太空的方式了。

這個(gè)極具科幻性的項(xiàng)目在實(shí)際實(shí)時(shí)過(guò)程中要考慮很多的問(wèn)題，包括電梯怎么快速上升？怎么才能把這樣有強(qiáng)度的材料提升到太空中？但其中最核心的問(wèn)題是，什么材料才能做電梯的繩索？

在目前的所有設(shè)計(jì)中、就算把繩子形狀設(shè)計(jì)的極為合理，一旦拉長(zhǎng)到 10 萬(wàn)公里長(zhǎng)度時(shí)，現(xiàn)有的所有纖維，包括鋼絲、芳綸、碳纖維都會(huì)被自身的重量拉斷。就算是我們能做出的性能最好的碳納米管也是一樣。

碳納米管大約在 20 年前被發(fā)現(xiàn)，碳納米管是單層碳形成的圓筒狀結(jié)構(gòu)。這個(gè)碳納米管在微觀狀態(tài)下的強(qiáng)度超過(guò)了所有的線狀材料，但是其宏觀性質(zhì)非常尷尬，我們能做出的最長(zhǎng)的碳納米管也只有從地面到兒童的膝蓋高度，更不要說(shuō)要做到 10 萬(wàn)公里遠(yuǎn)的太空了。這種尷尬的處境導(dǎo)致了現(xiàn)在碳納米管主要作為添加劑來(lái)加入其他材料之中。

石墨烯近些年表現(xiàn)出的性質(zhì)讓科研界虎軀一震。但是作為二維材料的石墨烯嘗試作為繩索還是非常尷尬的。你可以簡(jiǎn)單的把石墨烯想象成紙張，它可能強(qiáng)度足夠，但是卻只能彎彎扭扭的在太空中。

碳材料的幾種形態(tài)給了人們一些其他的啟示。在陶瓷材料當(dāng)中，有一種叫氮化硼的物質(zhì)，這種材料的微觀結(jié)構(gòu)和鉆石很想接近，也就是和碳的結(jié)構(gòu)很接近。由此人們聯(lián)想到嘗試氮化硼納米管來(lái)做電梯繩索。

除了強(qiáng)度足夠之外，氮化硼還有個(gè)很好的特點(diǎn)就是難以置信的化學(xué)穩(wěn)定性。由于高空中的氧活性非常高，普通的材料需要鍍金來(lái)保持穩(wěn)定性。而使用氮化硼材料就可以避免這樣的問(wèn)題，同時(shí)還能處理好外太空中太陽(yáng)和宇宙輻射。

來(lái)自辛辛那提大學(xué)的材料工程師馬克·哈塞（Mark Haase）說(shuō)：「隨著我們對(duì)材料越來(lái)越了解，我們現(xiàn)在有真正能實(shí)現(xiàn)這個(gè)事情的機(jī)會(huì)。」他預(yù)測(cè)，最有可能實(shí)現(xiàn)的材料是「納米管和聚合物的復(fù)合材料」，在 20 年后這個(gè)材料將會(huì)達(dá)到太空電梯所需要的最低的強(qiáng)度。

國(guó)際太空電梯協(xié)會(huì)（ISEC）的董事布萊恩·勞布舍爾（Bryan Laubscher）認(rèn)為，人們?cè)谔剿鲝?qiáng)度足夠的材料上還需要花很多的時(shí)間。勞布舍爾在 2010 年辭掉了洛克希德·馬丁公司的工程師職位，去成立了一家開(kāi)發(fā)航空航天高強(qiáng)度材料的公司。他說(shuō)：「想象一下，全身由碳納米管制成的波音 797，質(zhì)量只有現(xiàn)在飛機(jī)的十分之一，但卻無(wú)比堅(jiān)固。」

然而實(shí)際上，ISEC 目前所有的資金都是由私人贊助，在早期的文件中，ISEC 早就看出了政府不支持的態(tài)度。美國(guó) NASA 在 2012 年放棄了 200 萬(wàn)美元組織尋找超輕超強(qiáng)繩索的比賽，即便是最有遠(yuǎn)見(jiàn)、最有錢的航天局也無(wú)法提供有價(jià)值的幫助。

就算到了今天，造出太空電梯似乎仍然遙遙無(wú)期，什么材料的救不了。