曾几何时，当我们仰望星空，那触手可及的灿烂却离我们太过遥远。似乎只有坐上宇宙飞船，才可实现这一遥远的梦想，但是平民百姓似乎永远不可能？不，人类从来不缺乏创新，就像“太空电梯”！
太空电梯，顾名思义，就是往返于太空的电梯，但是众所周知，天地之间的距离何其遥远，要想制造这样一座电梯，岂非痴人说梦？其实不然，科学家认为太空电梯的关键就是贯穿电梯的空间线或者太空线！
要知道人类的未来很可能在太空，但走出太空是一个非常大的挑战。简而言之，从地球重力井底部向太空发射有效载荷是相当昂贵的，无论是否是可重复使用的火箭。虽然有些人认为建造太空电梯将是这个问题的长期解决方案，但这个概念也非常昂贵，而且存在各种各样的工程障碍。
作为一种替代方案，来自美国和英国的两位天文学研究生Zephyre Penoyre和Emily Standford提出了一种被称为太空线的有创意的替代方案。这个概念包括在月球上锚定一个高抗拉强度的caple，该caple将延伸到地球重力井的深处。这将允许人类和物质在地球和月球之间自由流动，而成本只有一小部分。
太空电梯
太空电梯的概念可以追溯到几十年前，据信起源于俄罗斯科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基和尤里·阿苏塔诺夫。虽然是齐奥尔科夫斯基设想了一个可以连接地球和太空的上层建筑，但阿尔苏塔诺夫最初提出的悬浮结构仅在轨道上具有平衡力。
从那时起，许多科学家就提倡创造太空电梯，因为它会给太空飞行带来好处。如前所述，向太空发射火箭是相当昂贵的，因为任何想要挣脱地球引力的航天器都必须达到11.186公里/秒(40270公里/小时)。这需要很多燃料，花费很多钱，而且需要相当大的航天器。
通过消除向太空发射有效载荷和宇航员的需要，太空电梯将大大降低太空探索的成本。利用SpaceX公司的猎鹰9号火箭，目前向狮子座运载22,800公斤的有效载荷需要6200万美元。这相当于每公斤2700美元。但是有了太空电梯，有效载荷可以以每公斤几美元的速度送入太空。
这将使我们能够把一切东西，从基于太空的太阳能阵列和商业栖息地，到新的空间站、卫星和轨道上的太空望远镜送到太空。与此同时，通过取消将航天器送入轨道的需要，它将大大降低深空任务的成本。
前往火星、金星、水星和外太阳系的航天器可以在轨道上建造，并从电梯本身发射。这些航天器也可以重复使用，并允许在其他行星和天体周围建立栖息地，使我们有能力将我们的存在扩展到整个太阳系。不幸的是，所有这些计划都遇到了一个主要的障碍，这也来自地球的引力。
太卡电梯的关键
简而言之，在整个20世纪，建造太空电梯的提议都遇到了同样的关键问题：没有一种已知的材料有足够的强度来支撑与地球相连的轨道结构。一直到了21世纪，碳纳米管的发明重新激发了人们对这一概念的兴趣。遗憾的是，经典的太空电梯目前在物理上是不可能实现的。尽管碳纳米管(以及其他更奇特的材料)可能足够强大，但其大规模生产和使用的研究仍处于起步阶段。还有其他问题，比如我们如何安全、廉价地部署它，它的稳定性，以及对与轨道物质碰撞的关键，比如当它穿过低轨和地球静止轨道之间最繁忙、污染最严重的空间区域时。
空间线
这就是空间线（Spaceline）发挥作用的地方，空间线这个概念在很多方面类似于月球电梯的加强版，它将建在月球表面，并延伸到地球的重力井。我们知道地球较低的逃逸速度不仅能使货物更容易被送入太空，而且还能很好地利用地球引力来稳定自身。空间线在这些优点的基础上引入了一个概念，该概念可以使用已经可用并经过验证的材料和技术来构建。简而言之，在今天，将电缆延伸到地球静止轨道(GSO)理论上是可能的，并将允许有效载荷在GSO和月球之间移动。
与太空电梯相比，Spaceline在解决最大的工程挑战的同时，提供了诸多便利。通过使用一种简单的分析方法，科学家佩诺伊尔和斯坦福能够证明基本的物理极限是可以满足的。正如佩诺伊尔所概述的:
“这种材料的必要强度远远低于地球上的电梯，因此它可以由已经大量生产的纤维制成，而且相对便宜。”太空线也避免了太空中最有可能发生碰撞的区域，并且可以相对便宜和容易地部署，因为它是通过从拉格朗日点同时将电缆绕向地球和月球)，而且更稳定。
当然，这个提议并不能解决这样一个巨型结构所带来的所有工程问题。但佩诺伊尔和斯坦福德希望他们的研究将有助于激发进一步的研究并解决这些问题。它们包括(但不限于)线路本身的稳定性、碰撞率，以及建造这种结构的最佳材料。
最初，佩诺伊尔和斯坦福德各自开发了太空线路的概念，但很快就意识到过去提出的月球升降机的建议——它们都是为了解决同样的问题而出现的。然而，这两种观点之间有一些值得提及的关键差异。其中最重要的是它们的预期功能。
相比之下，太空线路的目的并不仅仅是为了方便旅行和从月球表面出发。更重要的是，佩诺伊尔和斯坦福并不认为月球表面只有一条空间线。他们指出，一旦第一个人造卫星建成，后续太空线路的成本将大幅降低，更大的有效载荷将被运送到地球静止轨道和月球之间。
当然，在一条太空线成为可能之前，还有很多事情要做。与所有涉及将人类的存在扩展到地球以外的计划一样，最大的障碍是基础设施。基本上，如果我们希望建造能够使往返这些地方更容易、更便宜甚至更有利可图的结构，就需要将大量的有效载荷送入轨道和地月空间。
虽然空间线在很大程度上仍是一个理论概念，但当你仔细想想，这样的结构所带来的好处确实令人惊叹，不得不说未来几十年将是一个令人兴奋的时刻！