1、引言

有很多同学对太空电梯的建设很感兴趣。那么大的一个东西，那么长的轨道，到底如何建造出来呢？现在，我们把时间线往后推50年，《三体》汪淼教授的纳米“飞刃”真的研发成功，并且已经可以大规模量产了。现在需要策划太空电梯具体的建造方案。

流浪地球2中的太空电梯

太空电梯的同步，主要就是惯性力，也就是离心力，与地球引力和缆索拉扯力“平衡”，根据缆索的自重、电梯的自重及设计载荷，以及配重大小等参数，可以确定太空电梯最远端在5-9万公里处。有了这个基本原理，并花个三四十年进行前期研究，就可以确定出太空电梯的详细尺寸，然后就可以开始建造了。

向外的惯性力与向内的引力等“平衡”

2、建设步骤——抢占静止轨道

第一步，建设空间站。刚开始的话，建设期内的材料，全靠火箭送上去。作为对比，先了解下真实的空间站建设进度，我们的天宫号从20年5月开始，直到22年11月，约两年半时间才算基本完成。作为太空电梯的空间站，它的规模肯定更大。如果说天宫号是一家“三室两厅”，那么太空电梯的空间站至少得9家，就像小区高层建筑的一层。它的建设周期怎么也得一二十年。

天宫建设约2年半

这个空间站必须位于3.6万公里的地球静止轨道。只有在这个静止轨道，建设初期才能保证空间站与地球的同步转动。如果像天宫那样，差不多90分钟绕地球转一圈，速度就太快了。运动不同步，后期的缆索就没法架设。3.6万公里就像我们建房子的一个地基，只有把地基打好了，后续的建筑才能起的来。因此，就像我之前说的，3.6万公里的轨道，是个非常宝贵的太空资源，一定要抢先给占了。

地球静止轨道，3.6万公里

第二步，建设配重。说是叫“配重”，肯定不是石头之类的东西。一个合理的方案，就是还是空间站。如果未来要离开地球，那么这个配重空间站就需要更加豪华一些。这个配重的建设，有2个方案。一个是在同步轨道上建好，后期再发射到5-9万公里。另一个是直接在5-9万公里处建设，只不过这个时候这个配重空间站的运动并不与地球同步。

不论哪种方案，都是需要很大的能量。第一种的能量用于从3.6万公里变轨到5-9万公里，第二种的能量用于在5-9万公里处加速运动，以便能够与轨道同步相连。配重的建设可以跟第一步同步进行，时间也差不多一二十年。

空间站

第三步，架设轨道，把配重、空间站和地球联系起来。根据前面2种配重空间站的建设方案，轨道的架设也相应的有2种。第一种，配重空间站在同步轨道上建设好后，在动力的作用下，带着轨道一起，始终保持着同步运动，往目的地出发。在出发的过程中，由于整体质心的外移，所以下放的轨道也必须由同步空间站往下放。

第二种方案则无需考虑配重的问题，直接由空间站同时向上下两个方向发放轨道。这一步就不需要那么久了，一个月应该能完成。一旦第一条架设完成，后面的N条，就好办了。总共下来，轨道完全架设好，一年应该够用。

轨道的架设

理论上，可以通过计算，控制轨道上下两侧的发放速度，以维持住空间站的轨道高度。这两个速度并不一样，不是简单的维持住质心就可以的。在实际的工作过程中，空间站的发动机肯定是需要开着的，以更好的维持在轨高度。另外，两种方案中，下放的轨道也得附带配重，以模拟电梯厢负载的受力情况。

3、最困难的一步

当轨道铺设长度差不多，需要最后将两端固定连接的时候，还是有点麻烦的。第一种方案，配重端无需连接。第二种方案，配重端需加速到与地球自转同步，方才可以连接。这个连接控制起来并不麻烦，就跟空间站对接一样。

但是地面端的连接就比较麻烦了。这个麻烦并不是轨道与大气层的摩擦力，同步运动后，大气层也是跟着地球一起转的，轨道与大气层的摩擦并不大。麻烦来自于大气层的不稳定，也就是风。风会吹着轨道飘来飘去，不太好控制它的位置。唯一的办法就是在末端配重上安装发动机，以控制落点精度。

轨道如何与地面相连

4、总结

通过这三步，经历了一二十年的时间，太空电梯基本框架就建造完成了，后续再花个3-5年，进行装修、试运营后，就可以正式投入运营了。