月球與地球之間的梯子：太空繩索

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月球與地球之間的梯子：太空繩索

未來人們乘坐太空電梯到太空旅游，最多只能將你送到36000千米的對地靜止軌道高度，如果你要到月球旅游，月球與地球的距離平均為384400千米，中間還相差348400千米的路程，這段路程太空旅客將使用什么樣的運輸工具？答案是“太空繩索”。
什么是“太空繩索”？顧名思義就是將兩個在太空的物體連在一起的一條長繩子。當然這不是一般的繩子，而是一根細長的、由高強度纖維制成的繩索，有的還能導電。繩索的作用不僅是對兩個太空物體提供了機械連接，而且還將一個太空物體的能量和動量傳遞給另一個。所謂太空物體包括衛星、飛船、空間站的艙室和火箭上面級，甚至還包括小行星。不過太空繩索的主要作用是將處于低軌道上的航天器拋扔到高軌道上。
; g' M, F" n# a! e% {2 f當兩個航天器被太空繩索連在一起的時候，就成為一個運動系統。在這個系統中如果太空繩索足夠長，兩個航天器分開達到一定距離，當這個系統作旋轉運動，兩個航天器所受的重力和離心力就不一樣，這時處于外側的航天器受到的重力較弱而離心力較強，最后的凈力會將它向外推，處于內側的航天器則正好相反，離心力較弱而重力較強，最后的凈力將它向內拉。這樣一來處于外側的航天器就可以利用向外推的力從低軌道上升到高軌道。這時處于內側的航天器軌道可能更低。不過如果繩索是導電的，繩索在地球磁場和電離層的等離子區內運動還可以產生電力，將電力轉變成推力，從而可將內側航天器恢復到原來的軌道高度。
太空繩索的意義非同小可。因為利用太空繩索可以不用推進劑和火箭就能將載人飛船或有效載荷從對地靜止軌道投放到更高更遠的地方去。不用火箭推進劑就可以完成這樣的航天運輸，真可以說是“天上掉餡餅”。目前的航天飛行是一種效率極低的運輸方式。由于太空沒有加油站，每次太空飛行航天飛船都必須帶上完成飛行任務所需的全部推進劑，如果是探測太陽系的外行星（如木星等），它們距離地球比較遠，必須要將推進劑載送到幾億千米的地方，費用昂貴，效率極低。美國航天飛機的起飛重量約為2030噸，最大有效載荷為26.8噸，每次飛行所需帶的推進劑為723噸。如果將航天飛機的主發動機、推進劑、外掛燃料箱和兩個固體火箭助推器的重量加起來，約占航天飛機起飛重量的一半。因此，如果不要推進劑和火箭，只要一根太空繩索就能將航天器從低軌道推到高軌道，這將是航天技術發展史上的一次革命。