《2001：太空漫遊》作者預言成真？搭電梯直達宇宙，多晶石墨烯解鎖百年科幻夢

太空電梯不是夢！

太空電梯因英國科幻作家、《2001：太空漫遊》作者亞瑟克拉克而廣為人知。他在1979年小說《天堂之泉》中描寫一座直達太空的「軌道塔」，並仔細推演實際所需的工程技術。克拉克還留下名言，太空電梯會在「大家停止嘲笑它大約50年後」建成。

現在這個幻想朝現實邁進一步。太空電梯原理並不複雜，纜索一端固定在赤道附近，向上穿越距地表約3.6萬公里的地球同步軌道，再繼續向外延伸，利用末端配重與地球自轉產生的離心作用讓纜索保持繃緊。貨物則由電動「攀爬器」沿纜索上升，不必像火箭攜帶大量燃料。

多晶石墨烯成科學界希望

真正讓太空電梯停留在紙上談兵的，是「繩子」。纜索不但要承載貨物，還要支撐自身數萬公里的重量，因此必須極輕又極強。過去科學家把希望寄託在碳奈米管與石墨烯，但實驗室雖能製造高強度材料，卻很難生產數萬公里且沒有嚴重缺陷的纜索。

國際太空電梯聯盟 (ISEC) 如今將希望放在「多晶石墨烯」。ISEC表示，南韓工程團隊已能製造長約1000公尺、寬0.5公尺的多晶石墨烯，生產速度約每分鐘2公尺，讓大規模連續製造出現突破。按照構想，未來單條纜索可能由約2萬層石墨烯組成，並配置多條纜索備援，以降低太空垃圾撞擊造成斷裂的風險。

如果建成，太空運輸方式可能徹底改變。火箭起飛時大部分重量都是推進劑，太空電梯則可利用電力反覆運送貨物，成為類似鐵路的永久太空基礎設施。ISEC估計，初期每年可能運送約3萬公噸貨物，攀爬器抵達同步軌道之外，還能利用地球自轉取得速度，把貨物送往月球甚至火星。

科學家：樂觀看待，沒有什麼不可能

不過，距離真正搭電梯上太空仍很遙遠。除了材料能否在10萬公里尺度維持強度，還得面對太空垃圾、微隕石、雷電、輻射、纜索振動及維修等難題，ISEC科學家稱，躲避太空碎片可不像玩躲避球那麼簡單。然而，科學家們仍然保持樂觀，他們認為，只要掌握正確的知識並採取良好的操作規程，太空碎片帶來的威脅絕非不可克服的障礙。

ISEC估計，全自動貨運型太空電梯可能耗資約150億美元，即使技術與資金到位，興建仍需10~20年。ISEC主席則以歷史提醒懷疑者，1920年美國火箭先驅戈達德提出火箭有朝一日可以進入太空，《紐約時報》曾嘲笑這項構想，直到1969年阿波羅11號登月前夕才刊登更正。太空電梯能否成真仍是未知數，但若關鍵材料障礙真的被突破，人類前往太空的方式或許將迎來一次根本性的改變。