李水旺新一期视频：
探索星空一直是人类的梦想
如果我们能爬上去呢
取而代之的是
数百年来，人类一直梦想着抵达星辰
但直到现在，我们都依赖火箭
而火箭在运输能力上存在一些实实在在的局限
如果我们的目标是让数百万人
每天都能往返太空
我们研究了许多替代方案
最近我们深入探讨了太空电梯
并接着对比了火箭与质量投射器的优缺点
质量投射器本质上是大型轨道装置
或是用于将货物甚至人类发射入轨的太空大炮
如今有许多创新系统可用于将货物和人员送往太空
今天我们将探讨几种
基于太空电梯基本原理
但执行方式不同的系统
我们的主要焦点将是天钩与旋转天钩系统
以及保罗·伯奇的雅各布天梯概念
通常简称为太空梯
这些方法提供了一种摆脱地球引力的方式
无需依赖化学推进剂的爆炸力
也无需承担重复发射火箭的高昂成本
取而代之的是，它们利用系绳系统
这是一种革命性的太空探索范式
重新定义了人类进入轨道及更远空间的方式
以太空梯为例
这些系统可以建造在城市附近
甚至城市内部
提供一种安全、安静、高容量的太空旅行方式
甚至能实现日常通勤
借助先进物理学与材料科学
这些系绳系统打造出可重复使用、可规模化的太空通行基础设施
这包括轨道系绳、旋转缆绳
以及从地球表面延伸至太空的巨型结构
实现人员与物资的直接运输
有了系绳技术
太空不再是遥远而昂贵的前沿阵地
反而成为人类活动可触及、自然而然的延伸
就像横渡海洋或飞越大陆一样
这些创新代表着迈向太空文明的巨大飞跃
天空不再是极限
而仅仅是起点
我现在相信，有了 石墨烯超级层压板（GSL）
我们拥有了一种可低成本生产的材料
其强度与长度足以让真正的太空电梯成为可能
正如我们最近在太空电梯中讨论的
然而，更短的系绳要容易建造得多
正如我们今天将探讨的
它们可能比全尺寸太空电梯更早投入使用
我们也将看到天钩与旋转天钩系统
如何与其他技术无缝协同工作
比如成本更低、更易建造的质量投射器、空天飞机
和可重复使用火箭
这些系统相互补充
通过结合使用系绳基础技术
让太空通行更便宜、更高效
想象一根能在空中捕获航天器的缆绳
减少对巨额燃料储备的需求
或是一架固定在轨道环上的天梯
提供稳定的爬升通道进入轨道
这些技术有望彻底革新太空物流
降低成本、提升可持续性
并支持人类在地球之外长期居住
它们不仅仅是探索工具
更是人类迈向太空文明的垫脚石
正如我们稍后将看到的
这些系统不仅能有效帮助人类从地球进入太空
在火星、金星和水星上也极具应用潜力
不同环境可适配这些系统的不同优势并加以改造
事实上，天梯系统本身
不仅能实现快速太空旅行
还能快速返回地球
成为地球上无可比拟的快速廉价交通方式
比任何飞机都快
现在，当我们深入研究天钩与旋转天钩时
需要理解一个核心概念
如果航天器只需达到轨道所需速度的一半
它消耗的燃料仅为原来的五分之一
燃料节省远不止于此
更低的发射速度意味着建造成本大幅降低
高速发射需要极高的工程精度
让成本远超燃料本身
同样，设计用于低速发射的质量投射器
长度仅需达到轨道速度所需长度的四分之一
这些技术分属不同类别与应用场景
但首批应用很可能与现有火箭
或高超音速飞机协同实现入轨
而这些载具也可能从质量投射器获得助推
这是如何实现的？
首先值得说明的是
严格来说，天钩和旋转天钩
是描述同一总体概念的两个术语
然而，大约十年前
我似乎无意间让“天钩”这个词流行起来
用来特指旋转天钩的一种变体
我们曾做过几期关于天钩
在此之前，旋转天钩可能是更常用的术语
尽管即便在当时，两者都相对冷门
我更喜欢天钩这个词
因为当时我发字母R的言语障碍更严重
天钩比旋转天钩更容易发音
我过去常把它读成“弗托维特”
在科幻作品中，天钩有时指代更科幻的技术
比如反重力
在最近的讨论中
我用天钩特指 径向朝向
或垂直垂向地球的系绳
而旋转天钩则指 在轨端对端旋转 的系绳
这一区分似乎已得到认可
所以我们在此沿用
先从更简单的天钩概念说起
天体的轨道速度由其高度
即与行星中心的距离决定
这一规则适用于任何天体
轨道越远，天体移动越慢
在相同距离下
天体要绕质量更大的行星运行
就需要更快的速度
以地球为例
大气层上方的天体轨道速度约为
7788米/秒
17422英里/小时
大约90分钟完成一圈完整轨道
地球仍在下方自转
所以完整轨道的定义
取决于是回到同一地点上空
还是完成360度绕行
地球自转确实能为航天器提供助力
尤其在赤道附近
如果我们再往上约2000公里
到达2100公里高度
轨道周期会增加到2小时多一点
轨道速度降至6820米/秒
15400英里/小时
现在设想一个质量相当大的空间站
在2100公里高度运行
连接着一根轻质锥形系绳
向下延伸至100公里高度
缆绳会因自身重量断裂
所以将其设计成顶部更粗、底部更细的锥形
能让它们比等粗缆绳更长
无论如何，这根系绳的低端
将在大气层上方绕地球运行
速度仅为5228米/秒
因为它与上方空间站的轨道周期相同
但绕行的圆周轨迹短得多
相同时间内距离更短意味着速度更慢
在这种情况下
比所悬挂的空间站慢592米/秒
比100公里高度的轨道速度
足足慢2560米/秒
而100公里高度的轨道速度为7788米/秒
现在，如果你想将有效载荷送入轨道
可以发射一枚火箭
让它在系绳末端释放有效载荷
然后返回地球
接着空间站只需将有效载荷沿系绳绞升上去
关键区别在于
这枚火箭所需的速度增量
比常规火箭入轨少27%
而且如果是可重复使用火箭
再入时所需减少的速度增量也少27%
这有什么帮助？
27%看起来可能不多
但要记住，我们的大脑习惯于线性思维
而火箭技术遵循火箭方程的指数特性
当火箭的速度增量需求降低27%
这意味着系统的成本与复杂度大幅降低
燃料消耗降至原来的一半左右
这不仅意味着你只需建造一半大小的火箭
还能大幅降低
为制造能承受火箭极限工况、不爆炸
且可维修重复使用的装置
所涉及的天价建造成本
所以我们很容易看到成本降低一个数量级
甚至更多
但这到底如何发挥作用？
现在我们有一艘悬停在大气层上方的航天器
它也会对空间站产生向下的拉力
这就是系绳发挥作用的地方
你可以沿着它爬升
可以通过绞车将货物或乘客运送到空间站
空间站可能悬挂多根系绳以实现冗余
并运送其他货物
或者让航天器自行沿系绳攀爬
另外，天钩末端可以设置一个吊舱
人员与货物在此转移
运送他们的载具随后分离返回地球
而吊舱沿系绳爬升至空间站
根据具体情况
这些方法中的任何一种都可能效果更好
当你到达系绳顶端时
你的移动速度将等于顶端空间站的速度
略低于该高度的正常轨道速度
爬升过程也会略微减慢空间站的速度
因为它将动量传递给了你
只需极小的燃料助推
就能将你送入稳定轨道
让你在离开顶端空间站后
转移到目标轨道
或者空间站可以通过小型质量投射器
或弹射系统提供电磁助推
让你加速
这种方法可以节省燃料
进一步简化入轨流程
之前我提到过空间站配备燃料舱和太阳能板
这也是原因之一
另一个原因是，空间站质量越大
捕获航天器时自身速度与轨道的扰动就越小
这本身就很有用
因为现在你拥有了一艘进入太空的航天器
无需按照常规入轨航天器的要求
进行超高精度、超高成本的工程制造
燃料并非送入太空的主要成本
所以只要能使用
造价与维护成本大幅降低的可重复使用火箭或空天飞机
我们就能实现巨大的发射成本节约
但更厉害的是
空间站可以恢复自身动量
火箭燃料并非高效推进方式
尤其在实现高速度增量时
因为你想要加速得越快
单位燃料获得的速度增量就越少
一般来说
相比之下，离子推进器等高效驱动装置
单位燃料能提供10到20倍的速度增量
但它们的推力水平低得多
你无法用离子推进器发射航天器
因为它必须超过重力造成的向下加速度
约1G
且超过得越多越好
例如，以4G加速度飞行的火箭
入轨燃料消耗比2G的更少
然而，离子推进器产生的推力甚至远达不到1G
如果空间站体积很大
捕获航天器并让其攀爬时
速度仅损失比如100米/秒
那么在下一次发射或捕获之前
你可能有几个小时甚至几天的时间
在此期间，空间站可以使用离子推进器
或其他低推力、高效率发动机
恢复绕地球运行的损失速度与动量
借助地球强大的磁层
可以通过 电动系绳技术 恢复动量
这需要在长系绳中通入电流
电流与磁场相互作用
通过洛伦兹力产生推力
推动系绳
以地球为例，磁层为这种相互作用提供稳定磁场
让系绳无需传统推进剂就能产生推力
虽然速度不快
但这种方法完全不需要推进剂
仅依靠电力
而太阳能板可以大量产生电力
这种长度的天钩
会有相当一部分时间处于地球阴影中
不到一半，但仍占可观比例
在阴影之外的时段
多余的太阳能可用于将空间站抬回原位
同时为电池充电
这种设置实际上比地球上的太阳能更高效
原因有几个
1. 不受阴天干扰
2. 处于阴影中的时间比地面太阳能阵列更短
3. 轨道周期仅需几小时
电池只需储存约14分钟的能量
而非半天
电动系绳与太阳能的结合
让天钩成为可持续、高效的系统
用于维持轨道动量与稳定性
天钩悬挂得越低
受到的空气阻力就越大
这部分动量也需要补充恢复
或许可以将天钩底端保持在卡门线以下
但悬停在常规飞机高度可能不可行
不过，如果能到达吸气式喷气发动机仍能工作的高度
效果会更好
探索星空从未如此简单
正如我们今天所见
科学为通往太空开辟了新路径
回到攀爬入轨的话题
或许可以将系绳最后一段降至空中
仅用于对接
不使用时再绞升回去
或者采用椭圆轨道
每圈轨道仅短暂进入较稠密的大气层两次
或两种方式结合使用
现在我们能建造比2000公里更长的天钩吗？
当然可以
石墨烯超级层压板的断裂长度为4200公里
即2600英里
在更高处会更长一些
因为重力开始减弱
断裂长度基于常规地球重力计算
重力减半，材料断裂长度翻倍
我们在太空电梯中详细讨论过这一点
当长度达到一定程度
你不妨放弃天钩
转而使用太空电梯
太空电梯无需动量补充
能让你直接从地面出发
和太空电梯一样
天钩在赤道地区效果更好
因为能最大程度借助地球自转的免费速度
但这并非必需条件
因此也能适配现有发射场
我认为5000公里长的天钩完全可行
这会让轨道周期仅增加到3个半小时
底端挂钩的速度约为3300米/秒
即7400英里/小时
值得注意的是，这大约是NASA X-43的最高速度
也就是说，吸气式空天飞机完全可以可靠地与之对接
更低的速度会更理想
我们还能建造更长的天钩
但同样，此时已经接近太空电梯的适用条件
因为太空电梯真正的难点仅在于最低段的承重问题
稍后讲到旋转天钩时
我们会看到如何让末端速度更低
也会看到这些技术在其他低重力行星上的其他用途
关于这种天钩最后还有一点需要说明
它们不仅能与火箭、空天飞机或质量投射器协同使用
还能相互配合使用
你完全可以建造一根10000公里长的天钩
悬停在5000公里长的天钩上方
速度更慢
末端悬垂到下方天钩的空间站
该空间站会偶尔经过
然后你可以转移到这根更长的天钩上
继续向更高处爬升
不一定需要机载燃料
按需重复此过程即可
我们讨论太空梯时也会这样做
给它们加上可攀爬的梯级
天下没有免费的午餐
但与其在瞬间产生巨大推力
我们可以将其分散到很长一段时间
使用太阳能驱动的低推力、高效率发动机
这些发动机的部件承受的应力小得多
从而实现成本更低、工程更简单
灾难性故障风险更低的效果
非旋转天钩相对于其对应物——旋转天钩的主要优势
在于它不旋转
它只是一座不与地面相对静止的简化版太空电梯
这让与之对接变得容易得多
因为它的位置可预测
始终保持在同一高度
相比之下，旋转天钩像太空中的巨型流星锤一样摆动
在与轨道上其他物体交互时
可能带来挑战与潜在风险
至少对地球周边长期、高密度使用而言是致命的
在火星等新开发区域
或轨道上物体不多的新殖民地部署
它们可能特别有优势
现在我们来讲 旋转天钩
顾名思义，它是 旋转 的
是更短的简化版太空电梯
旨在以动态高效的方式弥合通往轨道的差距
旋转天钩的基本概念是
它会旋转
而非像传统天钩那样单纯悬挂
常规天钩在其高度的运行速度低于轨道速度
而旋转天钩的旋转运动
进一步降低了摆动底端相对于地面的速度
相反，在摆动顶端
旋转会增加速度
让它能以高速将航天器向外抛出
旋转天钩在垂直平面内旋转
类似摩天轮
而非随意旋转
事实上，为小行星采矿设计的更大版本
类似摩天轮与斗式挖掘机的结合体
可以查看我们关于采矿或拆解行星的科普
了解相关讨论
旋转天钩的主要优势在于其旋转运动
能在向下摆动时为有效载荷提供额外动量
它将使用与天钩相同的动量补充方法
但由于传递的动量更多
需要补充的动量也更多
不过它受到的大气损耗补偿更少
能更轻松地下降到更低高度
另一方面，因为它像流星锤一样旋转
系绳会承受离心力带来的额外应力
这种应力在旋转底端达到最大
重力与旋转的合力在此产生最大应力
尤其是在夹住飞行器将其送入太空时
旋转天钩的长度与转速
可根据材料强度与重力进行调整
但通常需要比同等天钩更短
其质心位于系绳中点
即旋转支点
这意味着它的轨道周期比天钩更短
因为天钩的质心更靠近顶端
此外，旋转天钩的受力段
是从中点到末端
而非像天钩那样是整个长度
旋转天钩也不需要在中点设置大型空间站
因为它不像天钩顶端的空间站那样是目的地
相反，旋转天钩的作用是
钩住飞行器并将其旋转甩入太空
中点仅用于增加质量
放置不会给系绳带来过大应力的设备
以增加总动量
让钩住飞行器时不会产生太大扰动
这里的设备大概率主要是太阳能板与离子推进器
因为没有必要配备大量辐射屏蔽或燃料库
再次强调，这不是停靠港
旋转天钩越长、转速越快
性能越好
但这也会显著增加系绳的应力
离心力随长度增加而增大
但系绳的一个关键优势是可以设计成锥形
中间更粗、末端更细
以减少应力
锥形设计能将强度集中在最需要的地方
让系绳超过材料常规断裂长度
例如，中间段支撑更多重量
下方分段承受的重量逐渐减小
想象一根绕地球运行的旋转天钩
长度2000公里
中点位于海平面以上1500公里处
这意味着其底端在最低点摆动时
仅距地面50公里
整个旋转天钩每106分钟绕轨一圈
轨道速度为16400英里/小时
7.33公里/秒
由于地球在下方自转
旋转天钩每114分钟经过地面同一地点
为简化计算，假设沿赤道做圆轨道
为与发射操作同步
我们希望旋转天钩的转速是轨道周期的倍数
至少是一半
因为它有两个末端
可以服务多个发射场
例如，它可以每11.4分钟完成一圈旋转
每圈轨道可下降10次
或者转速更慢
比如每114分钟一圈
以匹配经过头顶的时间
大多数情况下，如果发射频率不高
较慢的转速就足够
例如，每1145分钟（9小时18分钟）旋转一圈
可能比较合理
但每25圈轨道旋转一次
即隔天一次
可能太慢而不实用
对这类任务而言
更短、转速更快的旋转天钩效果更好
对于旋转天钩
我们讨论的旋转周期快于轨道周期
除了辅助航天器之外
旋转天钩还有其他可能的应用
可能适合更慢的转速
举例来说，14分钟旋转一圈的旋转天钩
末端速度为915米/秒
2500英里/小时
末端加速度仅为0.085G
意味着系绳与任何附着的有效载荷
所承受的重量仅比正常情况高8.5%
这对系绳与有效载荷来说
都是应力较低的系统
但效果不算特别显著
整个旋转天钩因轨道运动
以7.3公里/秒（16400英里/小时）的速度移动
而地球赤道自转速度为465米/秒（1400英里/小时）
当这些速度与末端速度叠加
对接所需的相对速度降至略低于6公里/秒
而常规入轨需要约8公里/秒
如果将转速提高四倍
每29分钟完成一圈旋转
末端速度跃升至3660米/秒（8200英里/小时）
这将对接速度降至3200米/秒
与5000公里长的天钩效果相当
然而，末端加速度增加到1.37G
意味着旋转底端的末端
承受的重力与重量是正常情况的2.37倍
重要的是，这个系统仅需1000公里长的系绳
而非5000公里
成为更紧凑、潜在更可行的替代方案
如果将转速提高到每圈轨道旋转7次
末端速度升至6400米/秒（14300英里/小时）
对接速度降至约930米/秒
或赤道处465米/秒
约1000英里/小时
然而，系绳将承受4.2G的离心力
进一步提高到8圈旋转
加速度增至5.5G
外加地球重力
末端速度提升至7.32公里/秒（16374英里/小时）
在这个速度下
末端相对于地球表面
除极点外会向后移动
速度太快，至少在地球上不实用
我们可以想象
在比地球稍大的人类殖民星球
或某个外星文明所在的星球上
这会非常实用
7圈旋转的版本
用适合5000公里天钩的材料即可实现
它能让普通高超音速飞行器
在50公里（30英里）高度与之对接
这对吸气式喷气发动机来说更容易实现
然而，这种设置存在挑战
因为系绳每隔约16分钟
就会高速冲入相对稠密的大气层约一分钟
更低的速度有帮助
但狭窄的对接窗口进一步增加了复杂性
我们也无法像天钩那样
实际将系绳升降
以缩短穿越大气层的时间
因为这会增加更多应力
旋转天钩的另一个关键优势
是它能提供极高的发射速度
当航天器在250公里高空的顶端对接时
飞行速度将达到13.7公里/秒
而该高度的轨道速度仅为6.88公里/秒
这让它能摆脱地球引力场
前往月球或更远的地方
然而，频繁冲入大气层会大量损耗动量
让系统在更高高度或无大气天体上效率更高
但这也限制了与更高效的吸气式喷气发动机协同使用的机会
例如，在月球或水星上
旋转天钩可以直接降至表面
从固定平台抓取货物舱
并在无大气干扰的情况下发射
在火星上也能很好地工作
因为火星大气层更稀薄，阻力更小
另一种方法是采用偏心轨道
旋转天钩每圈椭圆轨道仅两次冲入大气层
轨道其余部分远高于大气层
你还可以结合多种技术
例如，伸入大气层的天钩
可以与上方的旋转天钩配对
为驶离的航天器提供高发射速度
或者旋转天钩负责低大气层对接
再由天钩或另一台旋转天钩
增加更多速度
在之前的天钩讲解中
我们讨论过传统旋转路径
比如心脏线旋转天钩
以及串联系统
比如天钩下方悬挂旋转天钩
甚至旋转天钩末端再连接一台旋转天钩
这些串联旋转天钩的设计目的
是降低系绳的离心力应力
采用转速更慢的主系绳
末端搭配更短、转速更快的次级系绳
虽然这些配置理论上能减轻应力
但将两根旋转系绳结合
带来了巨大的实际工程挑战
短期内不太可能实现
我认为旋转天钩在无大气天体上
比天钩更有优势
因为没有空气阻力
而且大多数这类天体的重力更低
让系绳能承受更大应力
然而在金星上
栖息地必须漂浮在云层中
重力略弱于地球
天钩似乎是更好的选择
尤其与漂浮在大气中的质量投射器配合使用时
总的来说，这两种系统都能与质量投射器很好地配合
它们还能解决小型卫星
或自转缓慢行星的太空电梯难题
因为它们不需要与地面保持相对静止
所以在那些系绳可能需要长达一百万英里才能工作的地方
或没有稳定地球同步轨道
或时钟轨道的卫星周围
都不会有问题
除地球之外
天钩与旋转天钩都能提供可观的运输能力
但受限于动量补充速度
以及愿意部署的数量
不过你可以从地外获取推进剂
比如在月球上制造火箭燃料
用它让天钩更快补充动量
尽管效率会降低
它们在管理轨道碎片方面也存在挑战
因为它们会扫过大片太空区域
一旦受损或偏离轨道
可能从天钩变成“太空鞭”
甚至成为武器
这个话题我们改天再聊
接下来我们讲 太空梯
在结束今天的系绳系统讨论前
我们简要介绍一下
除太空电梯外
太空梯的工作方式与另外两种截然不同
但拥有一些巨大优势
具体来说，太空梯完全不需要运载火箭
可以在地球上几乎任何地点运行
太空梯依靠 主动支撑
原始的雅各布天梯概念
由保罗·伯奇在20世纪80年代初
关于轨道环的论文中提出
有趣的是，伯奇将系绳末端的挂钩称为天钩
正如我们之前提到的
这个术语的定义一直比较宽泛
熟悉轨道环的人都了解其设计
但今天我们不深入探讨
轨道环的基本理念是
在太空中建造一个巨大的金属环
包裹在空心管内
并让两个组件以不同速度旋转
系统通过磁悬浮保持稳定
只要内环与外环的合动量
满足特定高度的轨道要求
结构就能保持原位
无论组件相对速度如何
更大版本的轨道环
可以支撑不可思议的壮举
包括建造整个行星
但今天我们专注于更简单的设计
一个纤细的轨道环
每天旋转一圈
使其相对于地球保持静止
环内的组件旋转速度
远高于该高度的轨道速度
因此整个结构能保持在空中
并大致与地面相对静止
在赤道地区，这种设计能完美运行
这就是天钩发挥作用的地方
保罗·伯奇在碳纳米管或石墨烯出现之前
就提出了他的想法
即使凯夫拉在当时也是相对较新的材料
要让轨道环真正保持静止
要么直接位于赤道正上方
要么倾斜一定角度并固定在地面
后者需要额外的工程设计与更坚固的缆绳
考虑到我们已经在讨论超过100英里长的缆绳
伯奇可能认为
只需倾斜轨道环
让岁差缓慢环绕整个行星即可
这种方法的额外好处是
一个环就能服务全球大范围区域
一个环服务所有区域
天钩可以从轨道环上垂下
以常规飞机速度移动
将空气阻力降至最低
这些挂钩可以悬得足够低
让飞机与之对接
实现高效绞升货物或乘客到轨道环
返程可能频率更低
并经过精心协调
以回收货物或乘客
可以在轨道环周围分布多个天钩
确保大范围区域的持续通行
关于动量补充
轨道环会在行星阴影中度过大量时间
默认情况下
它们的位置足够低
在大气层内
能获得一定的防辐射与微流星体保护
可以在轨道环上安装太阳能板
通过加快内环旋转速度补充动量
我们还可以从内环获取动量
用于发射航天器
但这个话题我们留到下次
你还可以将轨道环
与更常规的天钩或旋转天钩配合使用
进一步提升物体高度
甚至在更外侧安装另一个轨道环
或者在轨道环上安装质量投射器
实现更多功能
然而，基于我们在其他场景中讨论的系绳强度
你可以采用另一种方法
不使用天钩
而是将系绳向下延伸至地面
通常像拉索一样倾斜
将轨道环牢牢固定
防止岁差
还可以在这些系绳上铺设电力与通信线路
这种方法的基础设施更密集
但优势无可比拟
它允许攀爬缆绳
从轨道环周围的宽带区域倾斜延伸
宽度可能达数百英里
这些攀爬装置可以将乘客与货物
从城市内部直接运送到轨道环
产生的噪音不比火车大
甚至更小
所需加速度也与火车相当
完全不需要机载燃料
只需空气储备箱
以及以防系绳断裂的降落伞
这种设置是每日运送大量人员
与海量货物往返太空的终极解决方案
你可以在略有不同的高度与角度
建造数百个大型环
用短系绳相互连接
这些环可以服务地球上任何地点
提供从城市中心直达太空的低能耗通道
从那里，超高速真空列车
可以将轨道环与其他
连接地球任何地面的系绳相连
实现比飞机更快、成本更低的全球旅行
然而，这是一种重型基础设施解决方案
很可能要等到数万人定期往返太空时
才会实施
除了单纯建造太空塔之外
还有其他创建太空梯的方法
例如，你可以使用专门设计的洛夫斯特伦环
悬挂系绳
让旋转天钩或航天器
在进入大气层上方后使用
轨道环与洛夫斯特伦环也不一定是圆形的
你可以设计一个
一端接触地面
另一端远地点到达地球同步轨道高度的环
这些结构也可以分层建造
一个环位于100英里高空
另一个在200英里
然后是300英里，依此类推
随着远离地球
数千英里的更大间距变得更可行
在这座太空梯上形成一系列台阶
供人们攀爬进入轨道
这些设计的成本都不算特别高
成本主要取决于系绳材料
如果使用碳基材料
成本可能相对较低
主要开销在于将第一根系绳发射入轨的成本
总而言之
天钩、旋转天钩与太空梯等系绳系统
代表着人类进入太空方式的革命性飞跃
这些概念从简单系绳到先进轨道环
提供了可规模化、可持续、低成本的方法
将人员与货物送入轨道及更远空间
既可独立使用
也可与成熟技术协同
借助先进材料、创新设计与物理原理
我们减少对传统火箭的依赖
让火箭在必要时更便宜、更易建造
并向数百万人开放太空
尽管这些技术需要大量前期投资与基础设施建设
但其长期潜力无可比拟
有望让太空旅行
像今天的航空旅行一样便捷
成为迈向真正太空文明的垫脚石
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