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　　罗伯特L·福德罗伯特P·霍伊特

　　如果人类选择月球或其他行星代替地球作为居住地时，也许根本不采用现代火箭技术。相反，未来太空旅行、定居可能会依赖于一项远古技术--绳子。

　　那么，一根绳子如何才能把物体送入太空？设想下面两种方案：第一种，用一根很粗的绳子把两颗卫星连接起来，让一颗卫星把另外那颗抛到其他轨道上，就象猎人用弹弓把石头弹出去一样。根据这个原理，可以把有效载荷送入月球乃至更远的地方。第二种，如果这根绳子可以导电，电流经过时，就会与地球磁场相互作用产生强大的推力。以上两种绳子最大的优点在于它们操作经济，不需要消耗大量的推进剂，只要从轨道上运行着的物体上获取一点动量或耗用太阳能电池板产生的电能。

　　迄今，已有17次太空试验使用了这些装置。其中有两套目前还在轨道上运行。尽管人们听到的主要是关于两次失败的实验，但实际上大多数实验都获得了成功。1992年，Atlantis发射了一颗意大利空间局制造的卫星。Atlantis与一根绝缘铜线的末段相连。但由于卷线装置出现故障，使这次实验被迫终止。

　　四年后，美国国家航空航天局再次进行尝试。在这次实验中，当20千米长的绳子完全伸展开时，穿过地球磁场的飞船在绳子上产生了3,500伏的电压。该飞船及意大利卫星上的电子设备上提供了连接电离层的导线，允许安培级的电流通过绳索。实验证明，这种电力绳索可以把飞船的动量转变成上千瓦的电功率，反之亦然。

　　遗憾地是，由于绝缘存在缺陷，导致绳索和绳索释放架之间的大功率电弧，电弧还烧断了绳子。尽管这部分试验失败了，但人们却意外地发现了动量转移的壮观景象。当时，意大利卫星正处在飞船上方20千米的地方，绳子断裂后，巨大的动量使卫星骤升到飞船上方140千米处，即绳子长度的七倍。

　　其他试验工作都取得了较大的成功。1993年，在验证约瑟夫A·卡洛兹提出的方案时，有效载荷与长20千米的绳子相连，从一颗巨大的卫星下方开始向远处释放。由于有效载荷的速度小于在该降低的轨道上运行的物体所需的速度，因此在适当时候切断这根绳子，就会使有效载荷朝着地球表面上的预定点飞去。Tether公司正研制一种再入太空舱和绳索供国际太空站向地球发送紧急物品，如：来不及用下一艘飞船运回的科学实验有效载荷。

　　在1994年一次相关试验中，把一个有效载荷悬挂在长20千米的绳子一端，以检验该绳子(与风筝线一样粗)在与微流星体及太空残骸发生碰撞后究竟能够维持多久。当时预计这样一根高速运行、随时能被砂粒大小的微粒割断的绳子在太空中的使用寿命不超过12天。事实上，四天后绳子就断裂了。

　　实验证明，这种绳索最好由多根独立的线制成。这样，它们不会被同一颗微粒割断，即使一根断了，其余的还与载荷连接着。出于这方面的考虑，美国海军研究实验室(NRL)和美国国家侦察局(NRO)共同制造了一根直径2.5毫米的Spectra纤维材料(一种高强度聚合体，常用于钓鱼线)的空心带。1996年7月，曾把这样一根长4千米与两颗卫星相连的空心带发射升空。到目前为止，它已经在太空中沿轨道飞行了近3年，仍未断裂。

　　去年10月，NRL和NRO对另外一种绳子进行了试验：一根3厘米宽的薄塑料带，上面缠绕着并丝。这样一根6千米长的塑料带可以在太空中使用多年，但缺点是质量比较大。目前，Tethers公司与苏格兰的Culzean纺物公司及Flemings纺织品公司正在合作制造一种鱼网式多线绳索。这种绳索质量较轻，可在太空中使用几十年。

　　计划还要进行其他一些绳索论证试验。密西根技术公司希望在2000年为一艘飞船释放两个科学试验包，这两个包被一根2千米长的绳子连接着。

　　此外，NASA Mashall太空飞行中心正在研究如何使用电力绳索实现无推进剂太空推进。2000年中，还要进行试验，旨在验证导电绳索可以降低德尔它2上面级的轨道。目前，我们Tethers公司在NASA设计方案的基础上正着手研制一种商用型号：先将小包裹与一颗卫星或上面级连接起来，然后进行发射。当航天器完成任务后或出现故障，导电绳索伸展开，对地球磁场产生拉力，使航天器迅速下落，直至在高空大气层中烧毁。2000年底，我们计划在俄罗斯Lavochkin公司制造的上面级上对绳索脱轨装置进行试验。

　　NASA还在考虑将电力绳索用于向上推进。在这个系统中，太阳能电池为绳索提供电流，对地球磁场产生推力。在合力的作用下，有效荷载将永远围绕地球飞行。如果采用这种方法，那么也许不需要补给燃料就能使国际空间站一直处于轨道上。

　　未来，绳索能把人类带到多远的地方呢？我们对一种用于把有效载荷投放到月球甚至更远地方的绳索系统进行了分析研究。该系统由几根数万米长，沿轨道快速飞行的绳索组成。这种想法非常简单--回忆一下人猿泰山在藤蔓间荡来荡去的电影场景。首先，近地轨道上的绳索从可重复使用运载火箭上获得有效载荷，然后把它扔给位于更远的地球椭圆轨道上的绳索。接着再由第二根绳索把有效载荷投向月球，最后被月球轨道上的绳索接住。

　　月球轨道上的绳索必须以适当的速度围绕月球运行，因为它捕获到这个有效载荷之后，先旋转半周，再轻轻地将载荷投放到月球表面。与此同时，这根绳索必须获得一个回载。当投送的载荷质量与回载质量相等时，不需要借助于推进剂。也许这种运载装置会成为通往月球的高速公路。到那时，人们时常到月球旅行就不再是件新鲜事了。

　　尽管在这个系统变为现实之前，还要克服诸多技术障碍，但它为人类在太空开辟一条低成本高速路的潜能巨大。也许，有一天在许多行星及其卫星的周围运行着无数的太空绳索，忙碌于星际间的商业贸易。而所有的一切都是从一根绳子开始的。