地球未来千年畅想

电梯连接地球宇宙

        如果建造一座太空梯，将地球表面和相对于地球静止运动的卫星连接起来，那么，不用火箭我们也能造访卫星，而且修理人造卫星或进行太空旅游也将十分方便。20世纪50年代，苏联工程师尤里·阿尔图塔诺夫率先提出了太空梯设想，这一创意在后来的科幻小说中经常出现。

        从理论上讲，太空梯并不神奇：只要在地球赤道附近的海面上建造一座平台，将长达10万千米的缆绳从距离赤道上空约36000千米的一颗人造地球同步卫星上降下，并锚定在平台上；由于地球自转，所产生的离心力恰好抵消地球的引力，这条缆绳便得到一个向外的张力并竖立起来，就像你在头顶上甩动一根在一头拴着小球的绳子一样；然后，让一个由激光或磁场提供能量的升降器沿缆绳上下移动，运送乘客或货物——这就是太空梯的构想蓝图。

        将太空梯的另一头选择在卫星上，目的是保持与地球自转同步。但严格地讲，地球不是标准的球体，而是南半球稍为鼓起的洋梨形。因此，即使卫星的运动与地球的自转同步，从地球上看，卫星也不是静止的。事实上，如果从赤道横切开地球，可以看到这个截面并非标准的圆形，所以地球表面及上空各处的重力大小有差异。几乎稳定的重力点，仅在莫尔吉布群岛和加拉帕戈斯群岛上空。在这两点之外，卫星若要保持静止的位置，就必须经常喷射气体使其复位。所以，太空梯只能以这两点上空的静止卫星为起点，除此之外别无选择。

        为了保持重力平衡，太空梯应由两部分组成：自重心起往上、下两个方向各自伸展出的几万米长的索道或者管道，它们分别被形象地称为“吊天梯”和“甩天梯”。类似地铁列车的车辆沿这两个天梯行驶。因为是垂直行驶，所以车与轨道之间应该有某种固定装置。一种比较简单的设想是，在管道四周设置类似于超导磁悬浮列车的悬浮体。至于列车上下行进的动力，可由类似电梯的吊挂牵引装置提供，或者直接利用磁场变化产生的电磁力。

        只在莫尔吉布群岛或加拉帕戈斯群岛上空这两点建太空梯，显然具有很大的地域局限性。为此，前苏联的G·伯利亚科夫又提出了“太空项圈”的构想：将这两点及之外的静止轨道上的卫星用缆绳连接起来，围成一圈，这样一来，这两点以外的太空梯就无需花大力气来进行轨道控制。这是今后建太空梯值得考虑的一个建议。

反物质送人去深空

        20世纪70年代，英国曾打算建造无人宇宙飞船，让它前往距地球约6光年的巴纳德星。当时考虑通过核聚变来为飞船提供动力，但因未能解决“核聚变的启动”以及“飞船的船体过于庞大”等问题，该计划最终流产。

        20世纪末，美国宇航局推出了反物质发动机的初步设想。所谓反物质，是指与构成物质的质子、电子或中子等“一般”粒子相对应存在的质量相同、电荷相反的粒子。一般物质与反物质发生反应，引起“湮没”的现象，物质的质量全部转化为能量，其释放能量的效率是航天飞机所使用的氢氧燃剂的100亿倍，是核电站核裂变反应的1000倍，是核聚变反应的300倍。阿司匹林药片大小的反物质产生的能量，足以让一艘飞船巡弋至几百光年以外，100毫克反物质足以代替航天飞机上巨大的燃料箱和推进器中的燃料。所以，制造能量大、质量轻的反物质发动机是最佳选择。

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