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美中太空競賽 「天梯」隱然成形
2021/06/28 00:00
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習近平近日親赴北京航天飛行控制中心,向參與神舟十二號載人飛行任務的全體工作人員勉勵致意,並與正在中共空間站執行任務的三位航天員視訊通話,殷殷囑咐並公開強調:「建成空間站是實現載人航天工程「三步走」戰略的重要目標,更是建設科技強國、航天強國的重要引領性工程。希望全體弘揚「兩彈一星」精神和載人航天精神,自立自強創新超越,奪取空間站建造任務全面勝利,為全面建設社會主義現代化國家作出更大貢獻!」項莊舞劍,意在沛公,習氏的講話弦外之音是意有所指,美國和中共之間的太空競賽正在不斷升溫中…

依據中共在2017年所公布2017—2045年航太運輸系統發展路線圖》,中共目前正研究將「天梯」(Sky Ladder)這一新型運輸系統作為從太空出發,並能降低太空探測運輸的規模。「天梯」作為現階段中共航太運輸系統發展的終極目標到底是什麼規模呢?中共航太科技集團一院院長王曉軍在同一日通過視訊參加在俄羅斯召開的「2021年全球航太探索大會」,會中以《人類火星探索的空間運輸系統》主題演講,透露出該計畫的核心內容。中共的「天梯」輸送系統是從建置在地球海面的海上基座出發,可以將載人或是載貨的太空艙沿著由碳納米管材料製成的天梯繩索,舉升到地球軌道上的空間站。接著再從地球軌道空間站透過太空艙自己的動力系統推進,直接飛向月球軌道空間站。當太空艙與月球軌道空間站對接後,便會再次沿著天梯繩索下降到月球表面。

圖為太空艙從地球天梯海基平臺出發  (圖取自新華網)

現今進入太空的主要工具是運載火箭和太空梭,它是通過消耗大量燃料來擺脫地球引力。運載火箭或大空梭所攜帶的燃料平均占據火箭總重量的90%以上,它每運送1公斤有效載荷上太空平均需耗資約1萬美元。而且這兩種工具的運行壽命週期短、發射成本高、重複利用率低,空間浪費極大,約僅有6%的空間可以載人與載貨。未來透過「天梯」將把人和貨物運到月球的成本下降到目前運輸成本的4%。這種多段式多功能載運月球天梯概念一旦實現,就能擁有可重複利用的載人載貨傳輸系統,對於月球上的科學實驗、太空旅遊觀光、太空星際育種等均有革命性的意義,同時還能加設清潔手臂抓取並清掃太空垃圾,至於未來在太空軌道投放衛星那就更方便了,它的經濟效益與對人類的發展歷程,尤如在建起一條在太空上的「絲綢之路」。

1895年俄羅斯太空先驅康士坦丁.齊奧可夫斯基(Konstantin Tsiolkovsky)就提出「天梯」的前衛概念。直到上一世紀末,歐美先進國家對於「天梯」的建設構想仍然停留在物理和數學模型領域,因為沒有發現足夠堅固的材料用以製造超輕、超堅固的太空纜繩。根據美國國家航空暨太空總署(NASA)所提供的數據,這些纜繩需要能承受至於70億噸的拉伸強度。隨著奈米技術在本世紀開始取得的突破性進展,建造「天梯」的夢想也開始變得可能。2003年在美國新墨西哥州聖塔菲(Santa Fe)召開的研討會上,俄羅斯和美國70多位科學家和工程師們對天梯進行熱烈的討論,最終一致認為它將在21世紀前半段實現成真。現在我們可以開始想像在不久的將來,你我都可能有機會成為太空中的旅行者…令人無比期待。

圖為太空艙飛向月球空間站  (圖取自新華網)


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