2013年11月11日08:50
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大家知道“太空電梯”嗎？這是一種將人和物資送往太空的終極運(yùn)輸手段。
太空電梯的構(gòu)想是，在高度為36000千米的靜止軌道上建設(shè)空間站，從此處向地表垂下纜繩。然后在該纜繩上安裝升降艙（電梯），以時(shí)速數(shù)百公里的速度運(yùn)送人和物資。
據(jù)稱，這個(gè)構(gòu)想最早也要在21世紀(jì)后半期才能完成，從資金和社會(huì)制度方面考慮，實(shí)現(xiàn)這一構(gòu)想的門檻絕不會(huì)低。盡管如此，作為利用火箭難以實(shí)現(xiàn)的向宇宙進(jìn)行大量輸送的手段，全球各國(guó)都在積極推進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)。其中，2009年成立的日本一般社團(tuán)法人太空電梯協(xié)會(huì)每年夏季都會(huì)舉辦太空電梯挑戰(zhàn)賽，現(xiàn)如今這已成為全球規(guī)模最大的賽事。
利用大型氣球吊起纜繩
8月10日，記者為了在今年能夠親眼目睹第五屆太空電梯挑戰(zhàn)賽，早早走出家門，前往位于靜岡縣富士宮市的“大澤扇形地”。
路上又是堵車，又是迷路，到達(dá)目的地時(shí)已經(jīng)是上午10時(shí)左右。當(dāng)天，盛夏的烈日十分毒辣，而參加挑戰(zhàn)賽的17個(gè)團(tuán)隊(duì)，總共近100人卻已蓄勢(shì)待發(fā)。正在等待利用裝有氦氣的大型氣球向高空拉起纜繩“Tether”這一準(zhǔn)備工作完成。各團(tuán)隊(duì)均在白色帳篷下，專心進(jìn)行自己團(tuán)隊(duì)升降艙的最后調(diào)整。
實(shí)際上，記者還曾觀摩過2009年春季，太空電梯協(xié)會(huì)在千葉縣船橋市日本大學(xué)體育場(chǎng)進(jìn)行的首次公開實(shí)驗(yàn)。在記者的印象中，當(dāng)時(shí)漂浮在約100米高空的氣球被風(fēng)吹得搖搖晃晃，升降艙還不時(shí)停止攀爬，整個(gè)過程十分緩慢。
因?yàn)橛羞^這樣的記憶，因此首先讓記者吃驚的是此次比賽的規(guī)模。在等待的過程中，氣球已經(jīng)升入高高的上空，甚至難以仰視。最終放出的纜繩長(zhǎng)度為1200米。超過了2009年美國(guó)宇航局（NASA）主辦大賽上所創(chuàng)下的1000米記錄，刷新率太空電梯地上模型的全球最高記錄。
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| 利用大型氣球?qū)⒗|繩拉起1200米。 |
上午11時(shí)左右，升降艙的升降挑戰(zhàn)賽終于開始。記者也戴上頭盔，搭乘大野會(huì)長(zhǎng)駕駛的車輛向出發(fā)地快速駛?cè)ァ?/p>
率先進(jìn)行挑戰(zhàn)的是在前一天預(yù)選時(shí)取得了出色成績(jī)的社會(huì)團(tuán)體“奧澤隊(duì)”的升降艙�？偛吭O(shè)在東京的該團(tuán)隊(duì)從2009年第一屆大賽就開始參加，是個(gè)實(shí)力派團(tuán)隊(duì)。由來自民營(yíng)企業(yè)的電氣、機(jī)械及軟件等方面的工程師組成。
奧澤隊(duì)的升降艙名為“momonGa-5�！保叽鐬殚L(zhǎng)1米、寬30厘米，黑色的框架引人注目。重量為6.7公斤的機(jī)身上裝載了記錄攝像頭及加速計(jì)等2.8公斤重的有效負(fù)載。
升降艙安裝在從漂浮于上空的氣球向地面出發(fā)點(diǎn)伸出的纜繩帶上。順便一提，這個(gè)寬3.5厘米的纜繩帶是利用帝人提供的纖維材料“Technora”制成。其特點(diǎn)是輕量、強(qiáng)度大，而且耐摩擦、承載性能出色。
3分鐘左右就上升1100米
奧澤隊(duì)的隊(duì)員接通了升降艙的電源。在倒計(jì)時(shí)“5秒，3，2，1，開始！”后松開機(jī)身，這時(shí)只能聽到“嗞、嗞嗞、嗞”的沉悶打滑聲。而升降艙卻仍在原地靜止不動(dòng)。
在纜繩上安裝升降艙，正在進(jìn)行升降準(zhǔn)備工作的奧澤隊(duì)。
這種狀況大約持續(xù)了5秒鐘，就在周圍人群有些灰心的時(shí)候，突然“呯”地響起了馬達(dá)聲，升降艙迅速沿著纜繩攀爬起來。
開始攀爬的升降艙，其上升速度是2009年時(shí)無法比擬的。雖然剛開始還能用肉眼看到，但一眨眼的功夫就像個(gè)小黑點(diǎn)那么大了。再一眨眼，就幾乎看不到了。雖然從結(jié)構(gòu)上看幾乎不可能發(fā)生，但想到升降艙萬一從那么高的地方突然墜落的情景，筆者不由渾身緊張。
大約過了3分鐘左右，一直觀看升降艙的人突然喊到，“啊，不動(dòng)了”。
雖說停止不動(dòng)了，但并不是發(fā)生故障。為了避免升降艙與安裝在纜繩最頂端的保險(xiǎn)杠發(fā)生碰撞，技術(shù)人員事先將攀爬距離設(shè)定成1100米。升降艙停止不動(dòng)剛好表明一切如期進(jìn)行。
實(shí)際上，過了一會(huì)，升降艙開始下降。與快速攀爬時(shí)不同，出于安全考慮，在下降過程中定時(shí)制動(dòng)。下降到肉眼可以看到的高度后，則轉(zhuǎn)為手動(dòng)遠(yuǎn)程操作控制速度的模式。
不過，直到最后也不能掉以輕心。因?yàn)樘魬?zhàn)賽規(guī)定的升降成功條件中還包括，不得使升降艙碰到出發(fā)點(diǎn)的保險(xiǎn)杠而受損，機(jī)身和纜繩也不能受損。
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| 升降艙平安返回，奧澤隊(duì)的隊(duì)員們沉浸在喜悅中。 |
“成功了！”在升降艙沒有損壞保險(xiǎn)杠、安全落地的一瞬間，一直屏息等待的奧澤隊(duì)隊(duì)員、大野會(huì)長(zhǎng)及協(xié)會(huì)相關(guān)工作人員們歡呼雀躍起來。
明年考慮挑戰(zhàn)“2～3千米”
9月中旬匯總的官方記錄顯示，奧澤隊(duì)的升降艙沿著纜繩攀爬到了1100米，平均速度在上升時(shí)為每秒6米，下降時(shí)為5.6米。在歐美的挑戰(zhàn)賽等中，也沒有超過這一成績(jī)的成功升降記錄，大野會(huì)長(zhǎng)稱：“經(jīng)協(xié)會(huì)認(rèn)證，刷新了世界記錄�！�
實(shí)際的太空電梯有很多要素與地面實(shí)驗(yàn)不同，比如作為纜繩材料，需要使用碳材料碳納米管等。但在探索升降艙的結(jié)構(gòu)、安全性及耐久性等太空電梯建設(shè)課題方面，達(dá)到最高高度可以說是非常重要的一步。
奧澤隊(duì)完成挑戰(zhàn)賽后，日本大學(xué)和明星大學(xué)等的團(tuán)隊(duì)也相繼挑戰(zhàn)了較高高度的升降。雖然機(jī)身撞到了保險(xiǎn)杠，有些受損，或者在上升時(shí)，滾軸空轉(zhuǎn)導(dǎo)致纜繩燒焦等，出現(xiàn)了很多故障，但從外行的角度來看，已經(jīng)有很多升降艙可以做到1000米左右的升降了。記者親眼看到了刷新世界記錄的場(chǎng)面，隨處都能感受到參加成員的熱忱，雖然處于酷暑之中，但對(duì)能夠觀摩這場(chǎng)賽事感到十分滿足。
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| 大學(xué)等團(tuán)隊(duì)接連進(jìn)行升降挑戰(zhàn)。 |
如今已成功升降1100米，接下來的目標(biāo)高度是多少成為關(guān)注的焦點(diǎn)。如果高度增加，成本也會(huì)提高，但大野會(huì)長(zhǎng)稱：“希望下次的高度達(dá)到今年的2～3倍�！泵髂晏魬�(zhàn)賽的動(dòng)向也十分令人期待。（作者：田中深一郎，日經(jīng)能源環(huán)境網(wǎng) 供稿）
