大林组

对于普通人而言，感受科学进步的最直观方式就是看着科幻作品中所描述的事物一个个变为现实。 自从科学诞生以来，这样的故事一直都在不断上演着。比如以前科幻作品中经常出现的飞行汽车，在很多年以前就已经被制造出来了，比如斯洛伐克公司的飞行汽车AeroMobil就在2014年试飞成功，那是一辆外形非常具有科幻感的飞行汽车。 只不过飞行汽车在实际使用过程中还面临了很多问题，所以并未普及到民用。又比如混合现实与全息投影，可以将虚拟的画面以现实的方式展现在我们面前，我们完全会以为那是真的，而这些都是以前在科幻作品中才会出现的。以前如此，未来同样是如此，现在我们在科幻作品中所见到的一些事物，在未来也会成真。 曾经的科幻就是未来的现实。 其实太空电梯这个概念早已有之，最早提出太空电梯概念的是一位上世纪70年代的科幻作家阿瑟·克拉克。那么到底什么是太空电梯呢？太空电梯和我们日常所见的电梯很像，不同的是它连接的是地面和太空设施，通过太空电梯，人类可以直接进入宇宙。那么，为什么要制造太空电梯呢？那还要从现在人类的航天事业说起。 目前人类探索太空的主要方式是利用化学动力火箭将航天器送入太空。 这种方式其实是非常低效的，无论化学动力火箭如何发展，都不可能帮助人类实现遨游太空的梦想，因为这种航天方式过于低效了。人类航天史上最大的火箭无疑就是土星五号了，这个火箭重达3048吨，然而你可能想不到，其有效载荷只有百吨左右。 也就是说要用3000吨的力量将百吨左右的物质送往太空，如此低效的航天方式就决定了人类无法离开地球太远。所以未来人类要想探索更为遥远的宇宙空间，就必须发展新的航天方式，比如辐射动力火箭或者曲率驱动飞船等等，不过这些概念都还只是天方夜谭，人类对此几乎还毫无头绪。而在化学动力火箭的前提之下，能够帮助人类走得更远的就是太空电梯了。 太空电梯能够给人类的航天事业带来怎样的改变呢？ 化学动力火箭之所以低效的原因就在于地球引力，我们知道，要摆脱地球引力的束缚，将航天器送入地球轨道就必须要达到一个逃逸速度，也就是第一宇宙速度，每秒7.9千米。正是为了能够短时间内将航天器推进到这个速度以便克服地球引力，所以火箭就必须要携带大量的化学燃料，正是这些化学燃料占据了火箭的大部分重量。 还是以土星五号为例，在土星五号点火之后的两分半时间里，其只飞行了不到70000米，连大气层都没有出，然而此时第一级火箭却已经燃烧完毕了，也就是说2000多吨的燃料已经被消耗了。那么，如果能够将这个过程省略掉，那么情况则会大不一样。 太空电梯的意义就在于可以将组装航天器的零件通过电梯直接送往太空，然后再行组装，这样就避免了为克服地球引力而进行的大量化学燃料的消耗。 如果太空电梯变为现实，人类便能够在化学动力的前提下走得更远，甚至于大规模进入太空之中，航天成本也将会大幅度下降。那么制造太空电梯的关键是什么呢？制造太空电梯的难点主要在于材料技术上，简单来讲就是要有一种足够轻又足够结实的材料来制造电梯缆绳，而轻和结实这两个关键点直接指向了一种东西，那就是纳米材料。 我们所知的太空电梯是存在于科幻作品之中的，而在现实中，很多国家实际上都早已开始了太空电梯的相关研究，未来会有越来越多的国家加入到此项研究之中。值得相信，在未来的某一日，我们终将能够乘坐电梯直达宇宙。

但婴儿不可能永远留在摇篮里，所以人类也在努力 探索 太空。然而无论是送人上太空或是送探测器上太空， 现在唯一的方式就只有火箭 ，它是人类目前唯一能把有效载荷送上太空，甚至是太阳系边缘的运载工具。 但所有人都知道，火箭绝无可能把人类文明带进太空时代，因为它的效率和运载能力都太低了， 虽然马斯克的可回收火箭能降低相当大一部分发射成本 ，但想要把数十万吨甚至数百万吨的有效载荷送上太空，依然是不可能的事。 归根结底，火箭发射是一项十分复杂的综合性技术，涉及火箭推进技术、控制和制导技术等多种高精尖 科技 ，而且舰体、发动机等设备都十分昂贵， 所以现有的大部分火箭基本都是一次性运载火箭。 2019年把两颗通信卫星送上太空同步轨道的阿丽亚娜5型运载火箭，在当时的报价为每次发射任务 1.78亿美元 。德尔塔五型重型火箭是美国现役的最大型号运载火箭，能够将11吨有效载荷送上月球，8.8吨有效载荷送上火星轨道。如此强大的能力下费用也极其高昂，每次发射高达 4亿美元 。 因此科学家们一直希望能有一种足够简单，运载能力也足够大的新型设备，用于取代笨重的火箭，让人类得以大规模进入太空。 1895年，一位中年人正在参观法国的埃菲尔铁塔。 在当时埃菲尔铁塔还是世界上最高的建筑 ，看着高耸入云的塔尖，这位中年人突发奇想：能不能在赤道上建造一座直通太空的塔，像圣经里的巴别塔一样，这样一来人们乘坐升降梯就可以到达太空。 这个中年人就是现代航空航天之父，俄罗斯火箭科学家齐奥尔科夫斯基，若干年后，科幻小说大师阿西莫夫在他的长篇小说 《天堂的喷泉》 中详细阐述了太空电梯的建造过程： “在赤道上空36000公里的同步宇宙空间站里，把一条缆索和地面上巨大的轨道塔链接， 由于该空间站和地球同步，所以相对于地球来说空间站就是静止 的，如此一来就可以不使用火箭也能进入太空，有效载荷也可以大幅提高。” 任何人在看到太空电梯后， 都会惊叹于它的简单明了， 因此在科幻作品中，高耸入云的太空电梯成了人类文明未来往返近地轨道的标配。 但问题是，太空电梯对材料的要求太高了，想用太空电梯连接地球与太空， 就必须准备若干条长达10万公里的缆绳，而且要把保证这些超级缆绳不会被地球引力压垮撕碎 ，同时也不会被自己的质量压断，最重要的是这些缆绳的造价必须足够便宜，唯有如此，太空电梯才能逐渐在全球开枝散叶。 近几十年来，纳米技术的发展，尤其是碳纳米管的发展，已经让人们看到了一丝建成太空电梯的曙光，因为这种材料的抗拉强度是钢的100倍，但是密度只有钢的六分之一， 是一种非常理想的材料：足够轻，足够坚韧。 日本建筑公司大林组，放言要在2050年建成太空电梯，它们将从地球上抛出一条长达96000公里的碳纳米管电缆，为了稳定塔身， 自身还有12500吨的配重 ，预计可承载100吨的乘坐者或太空探测器。 在用计算机模拟了建造数据后，大林组认为建成太空电梯在技术上是完全可行的， 首先建造这些数量庞大的碳纳米电缆大概需要20年 ，然后先在地面部署20吨的电缆，再进行大约510次加固，在十八年内连续上升高度。主体电缆部分完工之后，在一年内就可以完成其他部分的建造。 太空电梯一旦建成，预计每次升空所消耗的能量不及火箭的百分之一，利用车厢将货物送往太空站或空间基地，将大大节省人类 探索 太空的成本， 同时还可以发展太空 旅游 业，游客可以不经任何训练就可以登上太空 ，实现真正意义上的去太空“ 旅游 ”。 虽然可能价格不会太便宜， 但相比动辄上千万美元的私人太空游 ，太空电梯为普通人实现太空梦提供了更多的可能性。

太空电梯暂时不能变成现实。 太空电梯虽然常常只在小说或者科幻影视作品中被提到，但是实际上太空电梯却是一个科学界也非常关注的话题，未来科技前沿十大科技猜想中就有太空电梯的身影。曾经科学界对于太空电梯的争论一直都层出不穷，不过实施起来的技术都是目前人类无法达到的。 科学家认为如果仅仅只是从经济上考虑，那么建造一台能从地球通往其他星球的电梯只需要十亿美元就能搞定。 但是目前关于建造方面的技术却是人类科技完全无法达到的，首先地球和月球，甚至其他星球都是在不断变动的，而想要直接拉出一台两头相通的电梯几乎不可能，所以科学家认为只能考虑将一头固定在月球上，还有一头则可以安放在地球的轨道上，但是这也就意味着人们在乘坐后需要经历一次“转车”才能从地球到达月球。 而且最主要的是建造这样一台太空电梯的成本也是非常高昂的，首先最基本的就是需要使用大量的钢缆，要知道仅仅只是1600米的南京长江大桥就使用了上万吨的钢缆，更不用说是距离数万光年的其他星球了，并且设备遭受太空中太阳风暴、宇宙辐射等因素的影响，也会在无形中增加维护成本。

一般来讲，跨国海底隧道工程都面临着四方面的问题：首先，跨国工程需要两国政府的协商。项目投资巨大，但利益很难对等，达成国家间协议绝非易事。其次，建设高难度隧道工程需要巨额费用。京畿道表示，如果在平泽至威海之间建设海底隧道，包括近海桥梁隧道、陆地连接线和附带设施等海底隧道所需的工程费用大约为999.9万亿韩元，工程需时20年左右。再次，项目存在巨大变数。据了解，在建设海底隧道之前，必须对海底地质展开长期的调查，选择适合的海床。此外，还要考虑防范恐怖袭击的问题。海底隧道蜿蜒海面下，一旦遭遇导弹、化学武器袭击，很难及时进行人员疏散。最后，作为国家工程，跨国海底隧道工程的修建必须争得国民的同意。中韩建设隧道问题不仅在两国间不为多数人所知，而且反对的声音也不少。在韩国，一些学者认为韩中隧道建设的投资大于经济效益，而且只要南北关系缓和，大可以通过朝鲜展开对华公路、铁路运输，完全没有必要斥巨资建设隧道。

从理论上来说，太空电梯是能够变成现实的。 太空电梯的最大障碍是材料，目前，足以建造传统太空电梯的材料还不存在，或者说制造必要数量的材料是很困难的。然而，科学家们一直在研究如何利用现有技术和材料使太空电梯成为现实。 因为太空电梯要把一根钢索从地面升到地球同步轨道3万公里的高度，但是，目前我们最高的材料，大概是碳纤维做出的一根锁链，最多只能升到200公里。 据Mashable报道，最有希望的方法是约克大学机械工程系教授GeorgeZhu提出的方法，他与人合作撰写了一份关于这个想法的研究。该方法将涉及使用两条电缆，而不是一条，很像一个缆车系统。 太空电梯的用途： 太空电梯可以搭载包括大型太阳能发电机、核废料等各种物品，还可以载人。更重要的是，太空电梯变成现实后，太空升降舱上天就不需要携带大量燃料了。 还可以利用“太空电梯”运送游客，还能发展太空旅游业。电梯会携带太阳能发电系统，这样发出的电能不仅能支持电梯本身，多余的还能为地球供电。太空电梯还能当做信号发射塔，传输讯息。 以上内容参考：百度百科-太空电梯

地球太空站主要由太空电梯、A城B城C城、D城和E城等组成。

C城也叫太空工厂，位于太空电梯的中部，距地面35780公里，C城与太空电梯的连接是软联结。这里有太空加工厂、太空轴承厂、太阳能发电站、飞船组装中心，太空望远镜和人造月亮等，各个单元之间相互连接，形成了一个以地球中心为球心的巨型球面。第一个太空电梯建成后20年内，太空工厂将会达到面积200平方公里、重量250万吨，向地球输送70GW（7千万千瓦）的电力；还将完成第一座10万平方米的太空城市的制造；还将建造另外二个太空电梯（以便进一步提高运输能力和提高抗风险能力），还将完成一架月球太空站的建造。

A城：位于赤道附近的地面上，与一般的城市的主要区别是有：防空中心、防雷系统、托盘编组站和天梯指挥中心。A城也可能是一个可移动的海上平台。

太空电梯：由两部分组成：吊天梯和甩天梯。太空工厂以下为“吊天梯”，以上称作“甩天梯”。

吊天梯：由导轨、中转站、托盘和驱动系统等组成。其中导轨材料的研发成功是整个地球太空站成为可能。整个吊天梯的高度为35780公里，一端连接A城（在地面），另一端连接C城，导轨上分布着35个中转站。吊天梯主要的功能是：将地面上的物资和人员送往C城，它是双向的，返回的主要作用是使运载托盘形成闭路循环，往复循环使用，同时也返回一些人员和“太空垃圾”等，是C城“发展壮大”的交通枢纽，远离地面的一些中转站还可以用来发射不同高度要求的卫星。托盘在天梯上的运行采用超导磁悬浮，运行速度1000kg/h，最大运载能力240t/d。

甩天梯：也是由导轨和中转站等组成。他的主要作用是“支撑”吊天梯的空中一端。它的长度是74000公里，它的一端在C城位置与吊天梯相连，另一端与E城相连。它也是双向的，但是他的运输量很小，它的每一个中转站都能用来发射卫星，其中一个中转站叫“月球站”，其他还有“土星站”……“火星站”等等，同时这些中转站还能用来回收太空卫星。

月球站：在月球站发射的卫星，可以直达月球的引力范围，不再需要其他动力火箭加速或提升，只需轨道调整即可，巧的是，从月球返回的卫星，也刚好可以落在月球站。这与目前的火箭方式相比，发射一次的代价连零头都用不了。另外，在这里发射或接受飞船，每天都有一次机会可以选择，几乎不受地面天气的影响。









导轨的材料选用碳纤维，上面覆有供驱动和固定用的电磁材料，总共有2.5×108kg（材料耗资约20亿美金），截面的形状和尺寸见图，由于导轨上不同的高度位置所承受的拉力不同，所以不同的高度位置采用不同的厚度（等强度设计，在这里非常重要，否则优质碳纤维将无能承担导轨材料这一重任）：吊天梯的导轨有7.1万吨，采用优质碳纤维，其工作拉应力为15GPa，地面位置的厚度为0.08mm，承受180吨的拉力（空负荷时180吨，重负荷时40吨）；C城位置的厚度1.80mm，承受4100吨的拉力；甩天梯的导轨采用普通碳纤维（主要是对高温和低温性能要求很高），其工作拉应力为7.5GPa，C城位置的厚度是3.65mm，承受4100吨的拉力；E城位置0.06mm，承受68吨的拉力；

B城和D城分别位于距离地面34000km和37700km，其重力加速度都是0.3m/s2，是地球的1/33。当你站在人一个太空站上往“天上”看，都能透过太空工厂看到另一个太空城，所不同的是，其中一个还能看到一个巨大的星球在天空，那是……（废话）。这两个城集生活区、工作区和农场为一体。

E城位于太空电梯的顶端，距离地面110000公里，质量为1150吨，是整个地球太空站中最小的城市，其重力加速度为0.59m/s2，是地球表面的1/17。在这里发射的卫星，速度可达8.4km/s（远大于2.6的宇宙第二速度，可以抵达太阳以外公里的地方）。将来，随着通讯和控制技术的提高，利用E城和甩电梯协调发送多极组合式火箭，使得造出30km/s的宇宙飞船变得容易多了。

----------------

太空站的建造：初期是太空电梯的建造，其他部分有了太空电梯就方便多了。

太空电梯的建造：导轨和其相应的空中太空电梯加工安装设备等零部件共计1.3 ×108kg，需要将其所需的材料统统运到距地面以上35780公里的同步轨道上，在那里由太空轨道安装中心向沿上下两个方向建造导轨。

很显然，这么多的物质运到太空很不容易，用现有的航天运载工具是很不划算的，很现实的办法是在安装太空电梯之前，先安装一个小型的太空电梯，用它来运输未来的太空电梯，同样道理，在安装小型太空电梯之前，还应该有一个微型太空电梯，而微型太空电梯所用的导轨材料不是廉价的碳纤维，而是昂贵的碳纳米管（可你说，没有像碳纳米管这样的材料，一切都将没有希望）。

----------------

地球太空站是一道靓丽的风景线，空中的C城让地球上40%地方夜晚“伸手不见五指”成了过去，即使在白天，也有可能找到她；晚上，它是仅次于月亮的第二明亮的“星星。

----------------

到月球的路线是：从A城乘坐太空电梯，路过B城、C城和D城，两天后到达月球站，在月球站转乘地月太空飞船，飞抵月球太空站的“地球站”，然后乘坐月球太空站上的太空电梯到达月球表面，返回的路线，不用我说了吧？往返票价：150000美元。

---------------

月球太空站：月球的太空电梯式太空站最有特点，它的伸向太空的一端刚好永远指向地球，不过，虽然月球的引力小，但是实际在它上面建造太空电梯的费用却比在地球上要大几十倍（同等规模），其主要的原因除了月球距离我们遥远以外，还有一个很重要的原因就是月球的自转速度很小。因此，在140年内在月球上建造太空电梯，远不如在月球上直接采用火箭输送更合算。其实，等地球上有了太空电梯，加上月球的引力小，月球上的火箭输送费用将会小到让我们感觉非常轻松。

太空加工厂：主要是将由吊天梯送上来的原材料（或成品、半成品零部件）进行加工、组装，主要是太空工厂所需的设备。比如太空轴承厂、太阳能发电站、飞船组装中心，太空望远镜和人造月亮以及太空加工厂自身所需的装备和太空公路系统等。

太空轴承厂：制造人类所需的高精度、高速、重载轴承的钢球。

太阳能发电站：在太空工厂上的太阳能光电发电，相同面积时其发电量是地球的5倍，而且太空上有的是廉价的“地皮”，在失重的条件下可以大大减少材料消耗，大量的使用还能降低光电板的费用、提高其效率。该发电站除了自用以外，更多的将通过微波的方式送往地面供人类使用。

飞船组装中心：

太空望远镜：这里的每一台太空望远镜的能力是哈勃望远镜的10倍以上，而成本却比“哈勃”还低2倍。

和人造月亮：地球上每一个10万人以上的居住区都将拥有自己的“人造月亮”，其亮度为“满月”时的亮度，而在一些需要的地区（比如灾区）， 数十个（或100个）人造月亮能把那里变得像路灯下一样明亮甚至更亮。由于它利用的是阳光，太空的金属材料不容易腐蚀和疲劳，同步轨道上调整角度既方便又省力，所以基本上是一种一劳永逸的事情。

导轨材料及形状：导轨的材料是太空天梯的关键，除了性能需要考虑以外，成本上主要要考虑两大块：一个是发射费用，另一个时材料本身的成本。就目前而言：

1. 用火箭送往同步轨道的费用是7~10万美金/公斤；

2. 上述的太空电梯，其运输成本只有15美元/公斤；

3. 碳纳米管的抗拉强度2×1011Pa,密度1200公斤/米3，目前尚没有能成功的制作出所需的形状，有待于开发，但是希望是很大的，只是时间问题，目前成本3万美元/公斤（由于本项目需求量极大，有望突破1万美元/公斤），截面抗拉成本为6×10-5美元/米牛顿；

4. 碳纤维的抗拉强度1.5×1010Pa,密度1000公斤/米3，目前成本10美元/公斤，截面抗拉成本为6.7×10-7美元/米牛顿。

可见，在运输成本上，太空电梯只有火箭的1/5000，在材料成本上，碳纤维只有碳纳米管的1/100，因此，在建造第一个太空电梯的时候，所用的导轨材料必须用火箭送往同步轨道，这时选用碳纳米管最佳，而且规模不能太大。而以后的太空电梯，由于可以采用先前的太空电梯来运输，运输成本大大降低，就可以选用廉价的碳纤维做导轨，规模可以愈来愈大，数量愈来愈多，而成本确愈来愈低。

（可以这样的形象比喻：地球火箭在生命的最后才疯狂到了极点！）

------------------------

由康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基提出。 1895年，被誉为“航天之父“的俄国火箭专家齐奥尔科夫斯基(Knostantin Tsiolkovsky)第一次提出了太空电梯的概念。他设想建造一座一百公里高的“埃菲尔铁塔”，并在巨塔的顶端建造“天空城堡”，通过电梯的方式通达。 这样的构想，也与我们对电梯的认知最为接近，但是地球同步轨道距离我们有35786000米，目前世界上最高的建筑，是位于迪拜的哈利法塔，高度却只有828米，这样一看，似乎根本无法实现。 太空电梯主要由4个部件组成：基座、缆绳、电梯吊箱和动力系统。 基座是太空电梯在地面上的基础结构。基座必须选在地球赤道地区，可以建在陆地上，如高山顶或高塔尖上；也能建在海上，像一个巨大的港口，世界各地的旅客和物资来到这里，然后通过太空电梯前往太空。 缆绳是太空电梯的关键技术和设备。制造缆绳的材料必须有很高的拉伸强度，可大规模生产，还需造价低廉、质量很小。 电梯吊箱是载人和运货的部件，其功能跟传统电梯一样，但原理和结构不同。电梯吊箱虽然也是沿着缆绳向上爬，但从天上垂下一根超长的缆绳来将它吊上去是不太可能的，它得自己想办法爬上去。 最简单的方法是给电梯吊箱装上马达，带动夹着缆绳的一组轮子转动，从而取得向上的拉动力。马达的电源可以来自缆绳，也可以来自装在电梯吊箱上的发电机，但这两种方式都会增加电梯吊箱的重量。比较减轻重量的方法是在电梯吊箱安装光电转换装置，然后从地面发射激光到光电转换装置上，最后用电将其“射”上去。

从理论上来说，太空电梯是能够变成现实的。 太空电梯的最大障碍是材料，目前，足以建造传统太空电梯的材料还不存在，或者说制造必要数量的材料是很困难的。然而，科学家们一直在研究如何利用现有技术和材料使太空电梯成为现实。 因为太空电梯要把一根钢索从地面升到地球同步轨道3万公里的高度，但是，目前我们最高的材料，大概是碳纤维做出的一根锁链，最多只能升到200公里。 据Mashable报道，最有希望的方法是约克大学机械工程系教授GeorgeZhu提出的方法，他与人合作撰写了一份关于这个想法的研究。该方法将涉及使用两条电缆，而不是一条，很像一个缆车系统。 太空电梯的用途： 太空电梯可以搭载包括大型太阳能发电机、核废料等各种物品，还可以载人。更重要的是，太空电梯变成现实后，太空升降舱上天就不需要携带大量燃料了。 还可以利用“太空电梯”运送游客，还能发展太空旅游业。电梯会携带太阳能发电系统，这样发出的电能不仅能支持电梯本身，多余的还能为地球供电。太空电梯还能当做信号发射塔，传输讯息。 以上内容参考：百度百科-太空电梯

排名 公司名称 中文名称 总部所在地 主要业务 9 Mitsubishi 三菱商事 日本 多样化 10 Toyota Motor 丰田汽车 日本 汽车 11 Mitsui 三井物产 日本 多样化 13 Itochu 伊藤忠商事 日本 多样化 15 Nippon Telegraph & Telephone 日本电报电话 日本 电信 18 Sumitomo 住友商事 日本 多样化 20 Marubeni 丸红商事 日本 多样化 22 Hitachi 日立 日本 电子电气 26 Matsushita Electric Industrial 松下电器 日本 电子电气 28 Nippon Life Insurance 日本生命 日本 保险 30 Sony 索尼 日本 电子电气 39 Nissho Iwai 日商岩井 日本 多样化 40 Honda Motor 本田汽车 日本 汽车 43 Nissan Motor 日产汽车 日本 汽车 44 Toshiba 东芝 日本 电子电气 48 Mizuho Holdings 瑞穗控股 日本 银行 52 Fujitsu 富士通 日本 计算机 55 NEC 日本电气公司 日本 电子电气 62 Tokyo Electric Power 东京电力 日本 电力煤气 64 Dai-ichi Mutual Life Insurance 第一生命 日本 保险 96 Sumitomo Life Insurance 住友生命 日本 保险 98 Mitsubishi Electric 三菱电机 日本 电子电气 134 Meiji Life Insurance 明治生命 日本 保险 137 Mitsubishi Motors 三菱汽车 日本 汽车 152 Ito-Yokado 伊藤洋华堂 日本 零售 155 Nippon Mitsubishi Oil 日本三菱石油 日本 炼油 158 Mitsubishi Heavy Industries 三菱重工 日本 工农业设备 162 Daiei 大荣 日本 零售 167 Bank of Tokyo-Mitsubishi 东京三菱银行 日本 银行 171 Canon 佳能 日本 办公设备 179 Jusco 吉之岛 日本 零售 181 Nippon Steel 新日铁 日本 金属 182 Sumitomo Bank 住友