太空电梯应该怎么建设
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太空电梯应该怎么建设
太空电梯是未来世界连接星球表面与太空的管道，好处主要在于快捷安全且节省成本，减少能源消耗与环境污染。
大家知道，发射物体上太空，所要消耗的能源是天量的，尤其是宇宙飞船或者火箭本身以及所需携带的能源就占据了总质量的极大部分，目前人类的航天技术，这部分无效负荷至少占据百分之九十九以上。
另外，这么多无效负荷发射造成的环境污染也是星球无法承受的，尤其是未来空地运输极为繁忙与量大的情况下。
太空电梯无需运输航天器本身以及大量燃料，所以效率非常高，又无污染（可以采用电磁推进等先进技术）是未来星球与太空联系、尤其是物资交流的主要方式，包括太空站与宇宙飞船组装都要在太空进行，部件通过太空电梯运输到太空然后组装，不然，如此庞大的飞船在地面根本飞不起来，飞起来消耗的燃料与污染也无法承受。
很多作家都描写过太空电梯，比较有名的是前苏联作者的一部小说，名字忘记了，（不过设定也不太合理），我在2000年前后也写过一篇《天仙子》，是破案的，其中详细描写了太空电梯的技术，并从可行性出发做了合理改进。
流浪地球无疑是一部好电影，不过有点硬伤的是太空电梯部分，我觉得不太合理，当然这可能导演科技素养不够，毕竟导演不是科幻作家，不能太过苛求。
而我的《天仙子》，对太空电梯的构造与原理描写比较详细。
太空电梯不是从下面往上造的，因为几万公里的高度，没有任何一种物质与结构可以做到这一点。即使做到，也没有任何基座可以承受巨大压力（即便只有万分之一，钢铁与岩石也变得与水一般可以流动）以及风跟地球旋转横向的力，你试着将几根竹竿连接竖起来试试就可以知道。
所以太空电梯只能从上面往下造，下面部分最多几十公里，极限数百公里，这还需要人类新材料突破，目前根本不可能，看看地球上的山就知道了，为什么地球上没有万米以上的高山？因为撑不住自重，当然，十万米的高山还是可以撑住的，但高山地区往往地震频繁，导致瞬间压力可能超出十倍，所以，即使有这么高的山，也早已经崩溃了，只有引力较小的火星上才有万米以上高山。
太空电梯由于从上而下，只要材料本身可以经受自重的巨大拉力（包括地球自转施加的力）即可，所以避开了这个难题。
太空电梯应该是全封闭的一个塔或者几十米到几百米粗细的一根绳索，由于材料强度关系（不可能等材料完全达标才去做，那样可能永远建不成），上大下小从太空往下建造，下面则是一个下大上小圆台往上建（最多几十或者几百公里，太高会被自己的重量压崩溃），主要部分几万公里只能从上面往下造。
在地球赤道表面往上三万六千公里，就是所谓的“同步轨道”，这里的物体其受到的地球引力与离心力达到平衡。
因为太空电梯本身的巨大质量，决定了其无法做成一个巨大平台往上延伸，只能通过上面的巨大平台的离心力来拉住太空电梯主体，太空电梯的自重量是非常大的，即便每米一吨，三万六千公里也要高达三千多万吨，下面地面往上建设的平台微不足道，主要是挂下来部分，这就决定了，需要给它施加一个额外的力，将它死死拉住，所以上面的平台必须在同步轨道上方，并可能远离同步轨道（越远离心力越大，因为平台的质量怎么也比不过太空电梯主体）靠太空电梯的巨大质量来拉住平台，不让它被甩出去，作用力等于反作用力，平台又反过来拉住电梯，不让它掉下去。
由于尽管同步轨道上面部分可以做很长来获得足够离心力拉住电梯，但是材料本身做不到，所以，只能加大平台质量与拉开与同步轨道的距离，距离越远获得的离心力越大。
因此，太空电梯的构造原理决定了太空平台不能建造在同步轨道下方，否则上下配重不平衡，或者只能在同步轨道上方再建造一个人庞大无数倍的平台，属于脱裤子放屁。
（又注：文章写好后，我看了一下《流浪地球1》，因网络不好，只看了约五分之一，发现里面提到，太空平台位于九万公里处，这就根本无法坠毁了，因为它的速度达到了逃逸速度的三倍左右，只能飞上天去，而袭击、爆炸等，只能助推它逃逸），
另外一个解决办法是加大联系“摆锤”（见下）绳索的长度，比如加大到多少万公里，以及加大摆锤的质量，如此，理论上太空平台确实可以建设在同步轨道以下而可以坠毁，但这样又会增加绳索的负荷，材料强度不够。
所以，太空平台只能建造在同步轨道之上，建造在同步轨道之上的太空平台正常情况下是绝对不会坠毁的，因为同步轨道之上保持与地球自转同步的物体，由于超出了同步轨道高度，所以，获得的离心力大于引力，有了足够的逃逸速度，只会飞出去，没有这个力如何拉住巨大沉重的太空电梯？因此电影中的情节是违背科学的。（有人问，那为什么太空中的物体还会掉下来，那是因为，它们的速度要低于与地球同步旋转的最低速度，也就是低于逃逸速度，只要任何一个物体速度高于逃逸速度，必然只会飞离而不会掉到星球上，不然飞船也不可能脱离星球了）
如果太空平台的离心力还不足以拉住太空电梯，可在平台之上往太空深处延伸出一根绳索，上面系着一个巨大的摆锤，利用摆锤产生的离心力来拉住，由于越远离心力越大，所以可以通过收放摆锤，调节摆锤的距离来调节太空电梯的平衡。
由于太空中有很多陨石与垃圾，所以，为了安全，正常情况下，电梯箱体是在内部的，只有运送超大部件，才会利用外部轨道，如果技术暂时做不到，也可能只在外部铺设轨道。
因为目前地球上现有的材料强度远远不够太空电梯的基本标准（不到百分之一，这些年不知道新材料有什么进步），而且也不可能等材料完全达标后再去建造，那样也许我们永远等不到这么一天，所以，太空平台的结构是上大下小的，上面质量最大的地方最粗，以获得足够的拉伸强度，往下逐渐变细，如此，可降低材料强度要求十倍左右，提前数百年建成电梯（前苏联的那部小说有硬伤，人类不可能用一根细绳来吊住一个摆锤到地面，那超过建电梯要求无数倍了，可能要多浪费数千年时间，目前主要难题在于解决绳子自重，当然，所谓的绳子，可能直径也有数十米到数百米）。
当然，即使是建造在同步轨道之下，太空平台也不可能直线坠毁，而是会往前形成一个巨大的抛物线落地，抛物线大小决定于平台相对于地球表面的线速度，如果有人说，太空电梯本身可以约束住那更是不可能，就是太空电梯的材料再强上十万倍也扛不住，会像撑杆跳一般弯曲形成抛物线砸出去，往前的力肯定要超过往下的力，再怎么打补丁，也不能解释影片违背这个基本原理的事实。
当然，如上所说，太空平台不可能建造在同步轨道之下，也就不可能坠毁，所以，关于这一点也就没有必要争论了。
另外，月球核心应该是铁镍组成，根本不可能核聚变，要说月球表面土壤含有丰富氦3引发核爆，虽然牵强，但还算在合理范围，或者说全球核武器放在合适位置四两拨千斤可以炸毁月球也行。
有人说，影片有很多中科院院士把关，意思是不会有错误，这更是扯淡，院士也是会犯低级错误的，我们尊重院士，但更尊重科学。
太空电梯，俗称“通天塔”，来自巴比伦神话，古巴比伦人想要建一个塔到天上去，且速度很快，上帝害怕了，就让巴比伦人各说各自的语言，最后建塔自然失败了。
但是，现代人类发展出足够的科技，通天塔也只是迟早被攻克的技术难题。希望在有生之年能够成为现实。
人类要真正走出地球摇篮，殖民太空，太空电梯是必不可少的前置条件。
我的《天仙子》这篇文章是中篇科幻推理小说，约十万字，在网上发过，早年被某个手机网买断过，以前在网上还能找到，现在搜索难度太大了，有兴趣的朋友可以搜搜看。如果找到了，请发给我地址。
作为当年与刘慈欣同在《科幻世界》创作的作者，我对刘慈欣的巨大成功表示由衷的祝贺，在中国，写科幻的人不易。
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