日本建築商大林組爲實施從地球向太空運送人員和物資的「太空電梯」，目前正在驗證使用的纜繩材料。此前已應答奈米碳管（CNT）長期置於大氣層中會受到傷害，因此目前正在驗證利用金屬和硅保存CNT表面的的技術，預計2021年内就能獲得結果。如果應答不會受損，那麼使用CNT材料便有了眉目，距離目前提出的「2050年投入運行」的目標就會更近一步。
如果太空電梯能成爲現實，那麼就可以用纜繩往返於地球和太空之間（圖片由大林組提供）
太空電梯的設想是利用長9.6萬公里的纜繩連接地球和太空。帶輪子的轎廂（Climber）升降機，將沿着穿過大氣層的纜繩運送物資和人員。
實施太空電梯的最重要因素之一是纜繩材料的選擇。候選材料是強度約爲鋼鐵數十倍的CNT。即使需要支撐9.6萬公里的長度，也只需厚1.38毫米、寬4.8釐米的CNT纜繩。
自2015年以來，大林組一直在驗證將CNT放置在太空中1～2年的影響。2018年發現，在國際太空站（ISS）的日本實驗艙「希望號」所在的地表上空400公里附近，CNT會被原子狀態的氧破壞。
另外還發現，CNT不受輻射的影響。由於原子狀態的氧僅存在於地表上空約500公里内的大氣層中，因此大林組的高級總工程師石川洋二指出：「在更高處使用CNT則沒有問題。」
爲了確保CNT能夠在大氣層中使用，大林組目前正在調查使用金屬和硅保存表面的CNT置於大氣層中的情況。金屬的特點是保存性能較高，而硅的特點是重量較輕。大林組正在應答損壞的程度，以便判斷哪種材料更適合用於太空電梯。
爲了實施太空電梯的建設，就必須解決開發超長CNT等課題，大林組公關室表示「日程非常緊張」。但是，2012年發佈的太空電梯計劃並沒有改變。按照計劃，首先將建造用在地面上的固定纜繩，最終由此建造往返於地球和太空的升降點基地。預計2025年後在赤道附近的海上開始動工建設。
太空纜繩預計從2030年開始建造，爲期大約19年。太空電梯將從重力和離心力相互平衡的3.6萬公里處開始擧升。首先將發射宇宙太空船鋪設作爲基礎的第一批9.6萬公里的纜繩。然後，將用於建設的小型電梯從地球升空，加固纜繩。
完敷設電纜繩的建設後，將用大約1年的時間建設宇宙空間站，最快的目標是2050年投入運行。將升降機安裝到纜繩上後，利用電能以時速200公里的速度行程。升降機是由直徑7.2米的6節轎廂組成，全長度爲144米，定員30人。
由於行程的距離太長，利用電池驅動電梯比較困難。將利用「太空光伏發電」技術，即利用太空中鋪設的光伏電池板發電，然後利用電磁波向遠方傳輸電力。因爲在太空中不會受到季節和天氣的影響，所以可以24小時持續發電。
太空旅行將變得簡單
太空電梯的設想最早是俄羅斯的一位科學家於19世紀提出的。1960年，前蘇聯的一名學生提出了從3.6萬公里的高空向地球修建鋼塔的想法。
| 太空電梯的設想與未來前景 | |
| 1960年 | 前蘇聯的一名學生提出從3.6萬公里的高空向地球修建鋼塔 |
| 1991年 | 就職於NEC的飯島澄男發現奈米碳管（CNT）。太空電梯將其作爲纜繩的候選材料 |
| 2012年 | 大林組發佈太空電梯設想 |
| 2015年 | 大林組開始評估將CNT長期置於太空中的影響 |
| 2025年以後 | 開始建設太空電梯 |
| 2050年以後 | 開始運行太空電梯 |
太空電梯的魅力之一是可以削減運輸成本。建設費用預計約爲10萬億日元，但建成後可以高效大量運輸。大林組的高級總工程師石川介紹說：「（利用太空電梯）每公斤物資的運輸成本爲數萬日元，遠遠低於目前運輸成本約爲100萬日元的火箭等」。
作爲用途，備受期待的是爲期2～6周的太空旅行。在3.6萬公里之外的太空站，可以完成在地球上不可能完成的動作，例如在無重力的環境下連續翻筋斗等，還可以遙望地球和無數的星星。
利用太空電梯與地球起伏同步自轉的特點，還可以運用擲鏈球的要領，將宇宙太空船和物資等運送到其他行星上。從距離地面5.7萬公里的高處投擲可以進入火星軌道，從9.6萬公里處投擲可以進入木星和小行星的軌道，這將有望加速探索和利用太空資源成爲可能。
目前，海外也在致力於太空電梯的建設。美國的研究人員等組成了聯盟，正在推進開發。
日文：大越優樹、《日經產業新聞》，2021/10/01
中文：JST客觀日本編輯部
