宇宙電梯，就是大家經常在科幻片裏或者小說裏看到的那種連接地面和宇宙的非常高的電梯。最早提出這個設想的是被稱作人類宇宙航行之父的俄國著名航天航空學家，康斯坦丁?齊奧爾科夫斯基。他在126年前，也就是1895年去參觀法國埃菲爾鐵塔時，產生了宇宙電梯的想法。康斯坦丁絕對是個神人，這個人從來沒有上過學，他所有的知識都是自學的，而且他這壹輩子大部分時間都住在俄羅斯郊區的壹個小木屋裏，結果就在這個小木屋裏算出了第壹宇宙速度，並設計了最初的火箭模型。
康斯坦丁對宇宙特別感興趣，而且非常主張太空殖民。他有句名言：“地球是人類的搖籃，但是人類不能壹直生活在搖籃裏。”康斯坦丁堅定地認為人最終會成為像神壹樣的存在，可以操控天、操控地、操控時間甚至操控萬物，他堅信這是壹種必然結果。
康斯坦丁當時提出宇宙電梯這個想法的時候，火箭都還沒有問世，所以也就停留在這麽壹個想法階段了。直到65年後的1960年，俄羅斯的壹個工程師——尤裏?阿爾楚塔諾夫，就把康斯坦丁的這個宇宙電梯理論具體化，提出了壹個可能實施的具體方案。按照常識，我們通常建電梯感覺應該是從地球往上建，但尤裏?阿爾楚塔諾夫說應該是從太空往下建造。在距離地面36,000公裏的地方有壹個圓形的軌道——靜止軌道，在這個軌道運行的衛星相對地球表面靜止，也就是說衛星和地球旋轉速度壹致。將衛星發射到靜止軌道後，從衛星上伸下壹根繩子，在繩上掛壹重物垂到地球上。理論上只要繩子足夠長，就壹定會垂到地面。垂到地面上後，就在地面上把這壹端固定下來，這樣地球就和衛星通過繩子連起來了。
但是有壹個問題，當重物垂下來之後，衛星和重物整體的重心就會向下移動，從而離開了靜止軌道。為了保證衛星始終保持在靜止軌道上，就需要從衛星上朝著與地球相反的方向也伸出壹根繩子，這跟繩子與垂到地面上的繩子的長度保持壹致，也是36,000公裏。但是這72,000公裏的繩子長度還遠遠不夠，因為這根繩索垂直在地面上是處於壹個平衡狀態，妳壹扯它就會掉下來。所以為了不讓它掉下來，從衛星往宇宙伸出去的繩子得繼續延長28,000公裏，也就是說地球到衛星的繩子長36,000公裏，衛星伸往宇宙的繩子有64,000公裏，繩子總***100,000公裏長。
將這跟繩子置好，用壹個升降機攀巖這跟繩索，就完成了壹個宇宙電梯的建造。宇宙電梯建成之後，理論上可以承載100噸的貨物。這個宇宙電梯從理論上看比較簡單，所以很多國家就已經開始嘗試做這件事情，結果30年過去了，都沒有任何國家取得任何進展。直到1991年，有壹個國家取得了突破性的進展，就是日本。
為什麽除了日本之外的其他國家沒有取得任何突破呢？這就要提到建造宇宙電梯中最核心的壹個問題——繩索的材料。壹般的鋼鐵是不行的，鋼鐵的密度太大從而導致它的自重非常大，長到壹定程度的時候，由於自重就會自行斷裂。就像人，要是長得太高，腿就會受不了。但是樹可以，樹長100多米都沒問題。所以理論上就要找到壹種比木頭還輕，但要比鋼鐵還重的這樣壹種金屬。從1960年到1990年這三十年都花費在找這樣的壹種材料上，但都無功而返。直到1991年，日本築波NEC實驗室的壹個物理學家——飯島澄男，在碳纖維中發現了納米碳纖維管。這個納米碳纖維管自然生成，但是卻不符合自然規律，所以被稱為“超自然材料”，就是說按理來說自然界是不應該存在的，但它偏偏出現了。這就有很多的聯想了，可能是外星人留在這的，也可能是以前高度文明留下的殘骸之類的。
這個材料的特點——超輕、超硬並且有壹定的柔韌性，可以用碳纖維管制成頭發絲細的碳絲，壹根就能吊起壹輛 汽車 ，幾捆纏在壹起的強度可以達到宇宙電梯要求的強度的壹倍以上。但是，該材料目前無法量產，它屬於分子結構，理論上就要壹個分子壹個分子連起來，以目前的技術，十萬公裏的長度遙遙無期。日本現在似乎覺得這個事情希望變大了，他們可能在這個技術上有非常大的突破了。尤其是日本著名的建築公司——大林組，他們在主頁上已經刊登出來，要在2050年實現宇宙電梯的建造。大林組是壹個擁有壹百三十年 歷史 的建築公司，特別擅長建高塔，晴空塔、六本木新城都是它們建的。
話說回來，宇宙電梯這麽難建造的壹個東西為什麽要去實現它呢？做成了之後到底有多大好處呢？其實實現宇宙電梯的唯壹目的就是期待火箭。我們現在地球上的人或物想要離開地球，唯壹方法就是搭載火箭。但是火箭存在很多問題，第壹就是發射成本太高。現在的火箭比以前便宜多了，但是發射壹次也得好幾億美金。為什麽這麽貴呢？因為火箭都是壹次性的，用過之後就無法再使用了。當然現在馬斯克的SpaceX公司發射的火箭能夠回收重復使用，成本雖然下降了很多，但也得上億美金。那麽1億美金究竟算不算貴呢？波音787，壹架3億美金，比火箭貴。但是飛機能使用上萬次，火箭只能使用壹次。
火箭存在的第二個問題就是不安全。即使到現在，火箭發射的失敗率還是挺高的。別看近些年我國的火箭發射成功率高，但是之前還是會有好幾次的失敗。所以使用火箭來載人的話，誰也不願冒這個風險。我國這兩天發射的神舟十二號載人飛船搭載的是技術很成熟的長征2F遙十二運載火箭，但即便很成熟了，我在觀看直播的時候心裏也會莫名的緊張。
第三個問題就是火箭不環保。之前有說火箭是壹次性的，升上空之後，就扔在太空裏形成太空垃圾，這些垃圾圍著地球高速旋轉，所以保不齊什麽時候撞到衛星或者其他壹些航天器，而且這些垃圾也會互撞。因此宇宙垃圾現在也成為壹個很大的課題。
再壹個就是火箭的效率太低。火箭要把三十噸的物資發送到宇宙，需要消耗兩千噸的燃料，屬於效率最低的交通工具了。綜上所述，火箭就是這樣壹個成本高、不安全、破壞環境和低效率的壹個非常不合理的交通工具。於是人們就想找到壹種能夠取代火箭的方案，宇宙電梯就是壹個非常好的選擇。
宇宙電梯第壹個好處就是特別安全，人們沿著繩子進行升降，不會存在什麽太大的危險，所以就會有更高的機會將人送到宇宙中。第二就是成本低。宇宙電梯不消耗化學燃料，使用電進行驅動。但是電是要從地球輸送到升降機上的，而且不能通過有線的方式輸送，只能進行無線傳輸。這個無線傳輸也是大林組說要解決的壹個課題，他們要在宇宙電梯建造之前實現十萬公裏的遠程輸電。這個遠程輸電的技術難度可不低，不說十萬公裏，如果能實現兩萬公裏的遠程輸電，全球任何地方都可以無線輸電了。話說回來，給升降機遠程輸電，它就會自己往上爬這根繩子。壹開始的時候是用電的，隨著時間推移當速度越來越快之後，它的動能不斷地轉化為勢能，當超過靜止軌道（36,000公裏的位置）之後，就可以利用離心力將其甩出去了，所以後半程幾乎不用電。返回的時候也是前半程需要用電，跑著跑著就變成了自由落體運動，到最後給它減速就可以了。所以耗電量並沒有想象的那麽多。
那麽這個升降機的速度能有多快呢。現在大林組預計速度能達到200公裏每小時，但是即使時速是200公裏，要從地面上跑到10萬公裏盡頭，需要500小時，也就是20天。按照大林組的計算，宇宙電梯建好之後，宇宙旅行的費用可以降到幾百美金，也就是說也能比我們壹般的 旅遊 都還便宜。所以不論怎麽看，宇宙電梯都應該是努力的方向。
說了這麽多，那麽建宇宙電梯得花多少錢呢？根據日本宇宙電梯協會計算，建壹臺宇宙電梯預計要100億美金，看起來並不是特別貴。壹旦建好之後，幾年就可以回本。這個價錢比爾蓋茨就能建十臺，而且日本建壹個磁懸浮列車的全線軌道，就得花費這個價錢的十倍，所以這個價錢怎麽看都是劃算的。
大林組的負責人在采訪的時候說，他們在2030年的時候就要開始施工這個項目。所以在2030年之前要解決三個課題：（1）做10萬公裏長的碳纖維管材料；（2）測試這10萬公裏長的碳纖維管材料的強度；（3）實現10萬公裏的遠程無線輸電。要是2030年之前真的能實現無線傳輸電源，那我們的生活就會簡潔、方便很多，家裏沒有任何電線，手機也不用充電，新能源車也不用擔心續航問題。
大林組為什麽要這麽積極地做這麽壹件事呢？原因是他們覺得宇宙電梯的商業性非常好，如果真的就花幾百美金就可以到宇宙中玩壹趟，我想全世界大部分的人都想去壹次。而且如果哪個城市有這麽壹個建築在這擺著，絕對會成為這個城市的標桿性建築，成為壹道風景線。
宇宙電梯還有壹個重大的意義就是作為宇宙移民來說是壹個非常重要的基礎設施。人類以後要開發宇宙、移民火星、建造宇宙城市、太空堡壘等，都不能靠火箭來完成，因為需要輸送大量的建築物資，只能由宇宙電梯來實現。另外，如果能在地球上實現宇宙電梯的話，就很容易移植到火星、月球上，而且在這種重力小的星球上更容易建造，因為對材料的要求就會低很多。如果這些星球上都有壹座宇宙電梯的話，我們到這些星球上也會更加容易，至少不用考慮降落的問題，直接飛到電梯的壹端，與其對接，人坐著電梯到星球表面就行了，非常方便。
另外還有壹個值得讓人期待的是方便把宇宙中的物質帶回地球。現在要把宇宙中的物質帶回地球得靠宇宙飛船，比如美國的阿波羅飛船以及我國的嫦娥五號探測器都帶回了月球上的物質，但是承載量非常小。但是要是有宇宙電梯就可以大塊大塊地往回帶。其實在地球周圍的空間裏有大量的資源，都在隕石上。咱們地球上原先也有大量的資源，但是由於重力，這些東西都漸漸沈到地核裏去了，現在表面上都是壹些輕的東西，重金屬什麽的都很少了。但是隕石不壹樣，上面有什麽就是什麽，不會往下沈。目前發現的壹些掠過我們地球的小行星，上面全是白金、鉆石等。只要攔截壹個，從宇宙電梯上運下來，那可就發達了。
但是宇宙中的東西運回地球來歸誰呢？2015年，美國通過了壹個法案——《商業宇宙開發競爭法案》，該法案規定，在宇宙中個人開發的資源或法人開發的資源，都歸個人或法人所有。這個法律的根據就是《國際法》中的壹個蓮花原則。蓮花原則——1926年，有壹艘法國的船開往土耳其，在靠近土耳其港口與壹艘土耳其的船相撞，將後者撞翻，船上無人生還。法國的船靠港後，土耳其的警察就上船將法國人抓了。於是國際法庭遇到壹個難題，這些法國的船員能不能接受當地的審判，適不適用土耳其的法律。最後國際法庭給出壹個仲裁結果，可以適用。這個後來就被稱作蓮花法則，因為那艘法國的船叫蓮花號。其實蓮花原則就壹句話，國際法中沒有禁止的事情，各個國家就可以根據自己國家可以控制的範圍進行管轄。《宇宙條約》有規定，天體不可以被占有，任何國家不能說占有壹個星球。但是星球上的資源並不屬於天體，所以資源是可以被個人或法人所有。
所以說宇宙電梯就是這麽壹個非常有夢想的東西。