假设是在科幻小说家的脑海中存在的轨道电梯，即太空电梯，其轨道高出地球表面。人们相信，如果安装了这种电梯，将有可能以比现在的火箭运输成本低得多的成本将货物运送到太空中。
但这是一个奇妙的主意吗？毕竟，这是理论宇宙学之父康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基（Konstantin Tsiolkovsky）于1895年首次表示的，这种设计的细节是由苏联工程师，太空电梯概念理论家Yuri Artutanov实际设计和尝试的。
一位科学家很可能在太空时代之前很早就以他敏锐的头脑渗透到宇宙航行学的本质，并预测了太空飞行的理论并将其分解为公式，这是不可能的。那有可能吗？而且，尽管这是业余的一部分，现代科学对此有何看法？
因此，轨道电梯是一个巨大的，非常长的电梯井道（按照最初的概念，是一条电缆），它连接地球的表面和外层空间。电缆的一端固定在行星表面（地球）上，另一端-由于离心力，相对于行星固定在地球静止轨道（GSO）上方的一点上。
携带有效载荷的电梯将沿着电缆或竖井被提升。举升时，由于地球的自转，负载将加速，这将使它可以在足够高的高度下被发送到地球的重力之外。
首先，要建造这样的太空电梯，您将需要一种与现有钢种完全不同的，具有不同物理特性的材料。它必须具有较高的拉伸强度和较低的密度（也就是说，它应该非常轻）。
如果在普通建筑中，通过增加地基的面积并随着高度的增加而减小建筑物的直径来解决重量问题，则教科书中最常见的例子是金字塔，而现代性更强的是哈利法塔摩天大楼-世界上最高的建筑物，高达828米。
但是对于轨道式升降机来说，即使是1公里也是海洋的下降，而且这种升降机无法按照经典方案建造。而且他不需要它，因为在电缆或轴的末端，轨道（随便叫这个结构）将直接位于一个称为“配重”的空间站上。
“可以通过两种方式创建计数器-通过将对地静止轨道中的重物（例如小行星，空间定居点或太空船坞）链接在一起，或将绳索的延续部分延伸至对地静止轨道的相当长的距离”，维基百科。
配重受到离心力的作用，将其向外拉入开放空间，这是地球自转引起的。因此，结构将不断承受巨大的载荷，并且据科学家称，载荷将是不均匀的，这将导致需要使用不同厚度的结构。
以下是电缆示例的外观：
“太空电梯必须至少支撑其自身的重量，由于电缆的长度，这是相当可观的。增厚一方面增加了电缆的强度，另一方面增加了重量，因此增加了所需的强度。它在不同位置上的负载会有所不同：在某些情况下，电缆的这一部分必须承受下面部分的重量，而在另一些情况下，它必须承受将电缆的上部保持在轨道中的离心力。为了满足该条件并在每个点上实现电缆的最佳化，其厚度将变得不稳定。
专家指出，为了使轨道电梯保持在稳定的圆形轨道中，有必要找到一个离心力和重力达到平衡的点，这将需要计算出确切的指定高度。
下图是用于计算离心力和重力的图表，其中“ Ms” 是卫星的质量，“ω（Ω）” 是角速度，“ r” 是到地球中心的距离，“ G”是重力常数，“ mp” “ -地球的质量。
以前
下一个
通过计算，我们得到了关于确切指定高度的问题的答案-该高度等于赤道区域地球表面上方36,000公里，或者距地球中心42168公里。
由于不可能在距地球约36,000公里的高度建造建筑物，因此开发了一种从巨大的人造卫星到地球表面建造轨道电梯的方法。
但是，如果将系绳拉向地球表面，则重心将移动并且卫星将掉落。因此，有必要通过将配重放置在电缆的相对侧上来延长线束，同时保持重心。
当您靠近地球时，重力会变强，离心力会减弱，因此拉动穿过地球表面的电缆会对地球的支点产生强烈影响。
另一方面，当您靠近外部空间时，重力会减弱，离心力会增加，因此在零重力下伸展的绳索将承受更高的载荷。结果，结构的中心点将承受最大的巨大拉伸载荷。
可以使用视频中给出的以下公式来计算电缆感知的力，其中“ G” 是重力常数，“ M”是地球的质量，“ρ（低）” 是电缆材料的密度，“ R” 是地球的半径，“ Rg” ?是静止轨道的半径。
该视频将计算出哪些可用材料可以承受此力。例如，提出了密度为每立方米7900千克的钢缆，将其替换为值“ρ”，...
经过计算，总的来说，最大拉应力为382 Giga Pascal。这是钢强度的240倍。
但是，密度比钢低的材料需要较小的拉伸应力。另外，电缆可以做得更细，因为它将在地球表面附近或对着配重时承受最小的力。
假设电缆的最细部分为5毫米。
接下来，我们计算最厚部分的直径。如果使用钢，则最厚部分的直径将为1.76 x 1054米。由于可观测宇宙的已知大小为8.8×1026米，因此理论上需要直径大于宇宙的钢缆。这意味着用钢建造电梯绝对是不可能的。但是，即使在今天，也有其他材料的强度更高，但密度却很低。
到目前为止，据估计，由复合材料（例如碳纤维）制成的电缆的厚度将为170米，而从凯夫拉纤维的厚度为80米，但从技术和经济角度来看，从技术上讲，使凯夫拉纤维的厚度为80米是不可能的。
因此，问题“是否有用于制造太空电梯的材料？”的答案。明确-不，不存在！
但这在将来可能并非不可能。例如，当今已经有了令人鼓舞的发展，碳纳米管（CNT）就是这样一种未来的材料，可以在其肩膀上承载这种钛白粉项目。
碳纳米管的强度是惊人的：一项研究表明，最大拉应力达到130吉帕斯卡，密度仅为1300公斤/立方米。而且，日本人似乎是朝着这个方向发展的先驱。然而，对于碳纳米管的实际应用仍然存在许多工程问题。只有经过很长时间的测试和改进，才有可能谈论它们的实际应用。
