坐電梯上太空！

電梯是現代人不可或缺的移動工具，隨著高樓愈建愈高，有一天是不是坐電梯就能上太空呢？

太空的範圍沒有明確的界線，一般的定義是海平面上100公里以外的區域。世界最高峰聖母峰加上世界最高摩天大樓總高度也不到10公里，這樣的高度還不及太空的十分之一，用搭建高樓的方式上太空，距離還非常遙遠。

另外，目前材料強度是無法搭建100公里高的建築，摩天大樓超過某個高度就會被自己的重量壓垮。這就像疊羅漢一樣，如果人往上堆疊，底下的人最後會承受不了上面人的重量，最後就會傾倒。

建高樓不可行，用纜線直接把電梯送到太空可以嗎？

電梯直達太空
太空電梯有一個很重要的關鍵，地球同步人造衛星。

地球軌道上的衛星離地球表面愈遠，繞地球的速度就愈慢。國際太空站是低軌道衛星，位在地表上方約400公里，繞地球一圈約1.5小時。我們常用來定位的GPS衛星，則位在更高的位置，地表上方20200公里，它們繞地球一圈的時間約12小時。

把一顆衛星放在赤道上方35786公里（高度是地球半徑的5.6倍），它繞地球一圈的時間跟地球自轉一圈的時間一樣，這種衛星稱為地球同步衛星，這樣的高度稱為地球同步軌道。

人類未來有可能搭電梯上太空。影像來源：NASA/Pat Rawlings

如果你家正上方有顆地球同步衛星，它就會一直停留在那裡，不會移動。地球同步衛星位在赤道上方35786公里處，可以把它當成一架盤旋不動的直升機，停留在35786公里高的地方。想像從這架直升機放下一條長達35786公里的纜繩，這條纜繩就能連結地面和直升機，利用這條纜繩就能從地面爬升到直升機，爬升到太空。這就是太空電梯的基本概念。

為什麼現在還沒有太空電梯？
太空電梯的概念很簡單，為什麼現在還沒有電梯可以上太空呢？

假設我們從同步衛星上放下一條鋼纜，放下的鋼纜愈長，鋼纜的重量就愈重，當鋼纜到某個長度時，本身的重量就會把纜線扯斷，所以傳統的纜線是無法用在太空電梯上，這也是為什麼現在還沒有太空電梯的主要原因。

不過新的材料可能帶來革命性的突破，石墨烯和奈米碳管比傳統鋼纜輕，強度卻更強，有一天可能成為太空電梯纜線的材料，到時候太空電梯的概念就可能實現。