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乘太空电梯 上九天揽月
作者：朱 怡
（伊 帆）
绝非科学幻想
1979年，英国著名科幻作家阿瑟·克拉克在他的小说《天堂之泉》中提出了一个惊世骇俗的大胆构想：建一部长达10万千米的“太空电梯”，让人类乘坐该电梯到太空观光旅游。当时，许多人都嘲笑他的想象力太丰富，认为这是痴人说梦话。但如今，这个设想将变成现实。
2003年9月15日，在美国圣达菲召开的研讨会上，70多位科学家和工程师们指出，近年来在材料科学方面所取得的进步，尤其是碳纳米管的迅速发展，为建造太空电梯奠定了基础，同时也意味着克拉克的提法不再是科学幻想。在会上，他们一致对建造太空电梯这一方案表示赞同，并表示很快将付之行动。另外，美国航空航天局也不再对这一科学幻想进行嘲笑，转而开始将数百万美元的资金投入到这一开发工程上。
蓝图已具雏形
①按照专家们的构想，太空电梯的核心部分将是一条距离地表近10万千米长的缆绳。②建造之初，需要发射一枚地球同步卫星携带缆绳进入太空，并使这枚地球同步卫星置于缆绳的轨道上。③然后把缆绳重的一端扔向地球，并将其固定在位于太平洋中部、远离航空器运行路线和运输通道的基站，另一端则在太空中展开。④期间，要让机械升降师能够从地面爬上缆绳，把人造卫星、空间探测器甚至太空观光者从缆绳一端送到另一端。
当然，为了使缆绳不至于坠落，必须给它足够的离心力，使它随着地球一起旋转时，依靠旋转所产生的离心力来抵消地球的吸引力，以确保太空电梯能够从地球到太空竖直起来。轨道上的地球同步卫星可以起到这样的作用。由于人造卫星是与地球旋转同步的，因此将确保太空电梯轨道重心保持在轨道的三分之一处，即距离地球3.6万千米处，从而确保轨道运行在发射台正上方。与此同时，缆绳的另一端可能连接到一个在太空中绕地球轨道运行的物体（如某颗小行星）上，使得离心力和重力刚好抵消，起到平衡的作用。
当电梯运行时，地球同步卫星将提供足够的压力，当首节电梯运行至目标地后则作为平衡装置；其后，电梯可利用地面基站发射的激光转化为电力，沿轨道来回运行。
材料至关重要
缆绳要经受离心力和重力这两股力的牵制，其最大的难关是要找到合适的材料，其必须异常坚硬、异常轻巧，具有抗腐蚀性。经过专家论证，认为较理想的材料是碳纳米管。碳纳米管是一些极其微小、纤细的真空管，它们像钻石一样坚硬，却又柔韧得足以形成纤维。从理论上讲，大约1米宽的像纸一样薄的纳米管就可以支持太空电梯的重量。
目前，尽管还没有科学家能够成功地制造出这种纤维，但美国肯塔基大学的碳纳米技术专家已经取得了不小的进展，专家们对此抱以乐观的态度。有专家甚至乐观地估计，第一架太空电梯将在10年后建成。
由于太空电梯的制造和发射成本将比火箭低得多，可以预料，一旦价廉物美的太空电梯问世，将会使火箭面临被淘汰的威胁。
（选摘自《中学科技》2003年第10期）
阅读提示
这是一篇科普小论文，命题是科幻作家阿瑟·克拉克在他的小说《天堂之泉》中提出的一个大胆构想。根据这个幻想，科学家作出推断，并进行了初步研究，得出结论：“乘太空电梯，上九天揽月”绝非科学幻想。然后介绍了科学家们构想的“蓝图已具雏形”，较为理想的材料发展迅速。全文用三个小标题分三个小论点进行论证，论述简明扼要，言简意明。我们也曾读过毛泽东主席的“可上九天揽月，可下五洋捉鳖，谈笑凯歌还”的词句，我们相信，在科学家们的共同努力下，“太空电梯”的实现一定为期不远。
探究练习
1.本文第一个小标题“绝非科学幻想”（指“太空电梯”）的论断依据，表述正确的一项是（ ）
A.阿瑟·克拉克《天堂之泉》中的大胆构想，虽然是科学的幻想，但又是实事求是的。
B.嘲笑阿瑟·克拉克的想象力太丰富，认为他是痴人说梦，并没有拿出证据反驳。
C.近年来，经过70多位科学家的研究，材料科学方面取得了长足的进步。
D.更为可靠的依据是碳纳米管的迅速发展，为建造太空电梯奠定了基础。
2.本文第二个小标题“蓝图已具雏形”中，第1段文章的层次关系用图形表示，正确的一项是（ ）
3.“离心力”“重力”两个科学概念在文中的内涵各指的是什么？“重力”与“地心引力”概念的内涵相同吗？
答：离心力：
重力：
4.第三个小标题关于“材料至关重要”的原因分析，表述正确的一项是（ ）
A.材料必须异常坚硬、异常轻巧，具有抗腐蚀性。
B.碳纳米管像钻石一样坚硬，却又柔韧得足以形成纤维。
C.因为缆绳要经受离心力和重力这两股力的牵制。
D.大约1米宽的像纸一样薄的纳米管就可以支持太空电梯的重量。