宋海蓝， 蒋婷婷， 周 莉， 陈佳豪， 田忠健

（重庆大学机械工程学院， 重庆 400044）

引言

1895年，俄罗斯科学家首次提出太空电梯的概念：使用一根绳子连接地球和航天器，人们乘坐太空电梯沿绳子上下穿梭。在引力和向心加速度的相互作用下，绳子被绷紧，太空梯将利用太阳能或激光能沿绳子上下运动[1]。1991年人类便发明了可以使太空梯这一梦想成为可能的缆绳材料——碳纳米管。碳纳米管材料的密度只有钢铁材料的1/6到1/7，其拉伸强度却是同单位质量上钢铁材料抗拉强度的200～300倍。碳纳米管长径比可达1 000∶1以上，是一种即使做成长达几十万公里的绳子都不会被自身重量拉断的神奇材料。2003年，美国企业家迈克尔·莱恩成立了LiftPort公司，该公司投入巨资研究的地球天梯计划受到了美国宇航局的高度重视。2007年，因该计划中缆绳的制造成本过高而导致该公司陷入财政危机。2010年8月12日，在美国华盛顿召开的“国际天梯大会”上，迈克尔·莱恩表示由于月球引力仅是地球引力的1/6，如果把天梯工作重心转向月球天梯，缆绳强度的要求可以得到大大的降低，可实现性强。近年来，各国对进行月球探索的研究工作开展得如火如荼，月球天梯的建造自然吸引了各国的关注，我国清华大学的魏飞教授就致力于天梯材料碳纳米管的研究，其团队成功制备出长达半米以上的碳纳米管更是打破了当时的世界纪录[2]。但是目前中国国内对于月球天梯研究的公开文献少之又少，对于太空舱的运动方式和天梯的供能形式更是一笔带过。……