近日 ， 定期要搞大新闻的埃隆·马斯克团队宣布 ， SpaceX团队正在研制“月球电梯” 。 猛一听 ， 大家第一反应是 ， 莫非这位科技狂人想让我们坐电梯上月球？但仔细一看 ， 原来是SpaceX公司正在研制为宇航员从登月舱下到月球表面的电梯 。 听起来让人有点“不过如此“的感觉 ， 但事实果真如此吗？
重返月球 ， 时间紧迫
众所周知 ， 再宏伟的目标 ， 最终也是要拆分成一个个具体细致的技术解决方案事实才能完成的 ， 太空探索尤其如此 。 这个“月球电梯”是马斯克和SpaceX团队为竞争NASA的月神（Artemis）计划中的“登月舱”而设计的 ， 其重要性和复杂度远比字面名称要“高大上”得多 。
文章插图
月神计划想象图 ， 描绘了登陆后在月球表面展开勘测工作的宇航员 | nasa.gov
月神计划 ， 是NASA正在进行中的一项国际合作空间探索计划 。 该计划以希腊神话中月亮女神阿尔忒弥斯命名 ， 目标是重返月球并建立长期科研点 ， 为最终登陆火星做准备 。 根据计划 ， 首次发射将把一男一女两名航天员送至月球 ， 这也将是女性第一次登陆外星球 。 原定登月时间 ， 被敲定在2024年 ， 不过由于NASA预算案的“卡脖子”和月球轨道服务仓研发的滞后 ， 很可能向后延期 。
登月舱 ， 是计划的关键环节之一 。 NASA对登月舱的要求是：使用21世纪的技术探索更广阔的月面 。 之后持续进行的实验任务 ， 同时要求配备能多次使用的月球轨道服务舱（gateway） ， 其性能应包括为同样能多次使用的登月舱补充燃料等等 。
文章插图
3家竞标公司NASA登月舱项目的设计图 ， 从左到右分别为动力系统公司 ， 蓝色起源与SpaceX | teslarati.com
2020年4月30日 ， NASA在它的官网上宣布 ， 已经选定了三个团队参与竞标 。 这三个团队是亚马逊掌门人贝索斯的蓝色起源（Blue Origin）、动力系统公司（Dynetics） ， 以及马斯克的SpaceX 。 根据 NASA官网消息 ， 该项目的开标时间初定为4月 。
迫不得已造电梯
在三个竞标企业中 ， 马斯克SpaceX的星舰 ， 由于整体技术构思非常新锐 ， 所以风险性是三个方案中最大的 。 毕竟 ， 别家的方案都是登月舱 ， 借助目前现有的商业火箭或者NASA的SLS重型火箭即可送往月球 ， 而SpaceX的星舰实在太大 ， 只能靠他们自己还没研制出来的超级重型火箭发射升空 ， 然后直接飞到月球上着陆 。 别的不说 ， SpaceX“星舰”的出舱口就明显离地面（月面）高得多 ， 如果还是采取传统的可收放梯子 ， 宇航员要上下8-10米长的梯子 ， 不但太费劲 ， 而且颇为危险 。
文章插图
星舰着陆月球想象图 ，出舱口距离地面的高度确实需要一部电梯 | teslarati.com
退一万步说 ， 即使宇航员任劳任怨 ， 一趟趟地爬上爬下 ， 那么登月时需要携带沉重的设备要怎么办？有人说直接往下扔！例如1997年携带旅居者号火星车登陆火星的探路者号着陆器 ， 就是装在气袋里直接扔到火星表面的 。 但是 ， 扔下去之后 ， 要是想再拿上来怎么办？按照马斯克的计划 ， 星舰在未来 ， 将承担更复杂的外星球勘测 ， 甚至基地建设任务 ， 还是需要一个既能载人、又能载货的电梯 。
文章插图
动力系统公司（Dynetics）近日公布的登月舱全尺寸模型 | dynetics.com
从去年上半年开始 ， 参与竞标的三个团队 ， 都已经陆续放出了登月舱的着陆设备草图 。 从公布的图像看 ， 只有SpaceX公司做出了“月球电梯”的模型 。 而其他两家 ， 则由于登月舱底部距离地面很近 ， 只采用了传统的可收放式梯子 。
所以 ， 如果SpaceX真的在“星船”登月舱上装了电梯 ， 也将创造人类历史上的一个“第一次”: 毕竟从阿波罗登月舱到今天大气层里的各种飞行器 ， 没有一种是自带电梯供乘员上下的 。
那么马斯克这部“月球电梯”是个什么样子？现在只能通过公开披露的有限资料 ， 做简单的推测 。
文章插图
建筑工地用电梯 | construction-elevator.com
首先 ， 鉴于舱内空间有限 ， 所以这个电梯一定既要结实 ， 又要重量轻 ， 还必须能折叠 。 所以“月球电梯”肯定不是我们日常在建筑大楼中搭乘的电梯：建筑物电梯必须在一个井状建筑结构里运行 ， 而且有一个和电梯厢升降方向相反的配重存在 ， 结构过于沉重和复杂 。
文章插图
月球电梯构造想象图 | teslarati.com
从星舰的效果图上看 ， “月球电梯”就是用电动卷扬机 ， 升降一个简单的栏筐 。 一般来说 ， 现有的航空飞行器 ， 比如直升机 ， 是用绳索提升装置来移动栏筐的 ， 技术成熟 ， 简单可靠 。 但是 ， 这样的设计有一个问题：如果外面有风 ， 或者地面有振动 ， 那么可能会出现栏筐晃动 ， 甚至撞击飞行器机体的险情 。 这在没有大气层的月球上不是个大问题 ， 但如果到了火星 ， 就会对飞船本身的构造和宇航员的安全造成严重威胁了 。
所以 ， 能够在火星表面正常运行的电梯 ， 更可能是我们在建筑工地上经常看到的那种齿轮齿条式升降梯 。 在这种设计中 ， 电动机和齿轮被安装在栏筐上 ， 齿轮和垂直导轨上的齿条咬合 ， 齿轮转动带动栏筐升降 。 从SpaceX公布的想象图上 ， 可以看出“月球电梯”可能是这种齿轮齿条结构 。 如果真是这样 ， 它的设计难度真的不低：比货舱还要长的导轨 ， 肯定要折叠运输 ， 怎么折叠 ， 怎么展开 ， 怎么固定？栏筐如何“走”出货舱 ， 固定在导轨上？作为“吃瓜群众” ， 相信已经迫不及待要看马斯克“变戏法”了 。
甲方挑眼乙方赔笑
虽然SpaceX有“买登月舱送电梯”的优惠活动 ， 但它的方案毕竟是风险最大的 ， 所以它只从甲方NASA那里拿到了1.35亿美元的开发经费 。 相比之下 ， Dynetics拿到了2.50亿 ， 而蓝色起源则拿到了５.70亿 。
文章插图
星舰10号爆炸现场 | space.com
明眼人都看得出 ， NASA和SpaceX并不同于普通的甲方和乙方 。 SpaceX成立的初衷就是要以比NASA低多得的成本实现太空旅行 ， 两者一直在暗中较劲 ， 再加上竞标者中还有一个和NASA关系特好的蓝色起源 ， SpaceX的处境确实微妙 。 毕竟SN-8和SN-9 ， SN-10三次试飞 ， 均以失败告终 ， 从而必然导致NASA对SpaceX信心不足 。 同时 ， 登月舱竞标的其他两家企业 ， 也已经向NASA提交了登月舱的全尺寸模型 ， 并且表示 ， 自己的登月舱可以通过成熟的商业火箭或者NASA的SLS火箭送到环月轨道 ， 技术思路虽然陈旧 ， 但可靠性相对高 。
文章插图
未来两个月 ， 对于马斯克和SpaceX ， 是决定性的事件节点 | wikimedia.org
所以说 ， 马斯克最近火烧火燎地用前所未有的速度推进星舰11试射 ， 其背后的苦衷也就可以理解了 。 毕竟 ， 星舰的整体设计思路已经把SpaceX限制得死死的：自家高达50米 ， 重达百吨的星舰将指挥舱 ， 登月舱整合于一体 ， 无法拆分 ， 接受任何外来成熟技术的“助拳” ， 只能拼命内部加压：争取边发射边技术迭代 ， 争取至少用一次成功的着陆 ， 来作为喂给NASA和其他投资方的“定心丸” 。 而这部“月球电梯” ， 也算是这颗定心丸里的一味辅料 。
作者：光诸
编辑：朱步冲
一个AI
电梯维修哪家强？山东济南找蓝翔！
文章插图
【埃隆·马斯克|月球电梯，能帮马斯克的星舰干掉贝索斯吗？】【版权声明】本作品著作权归果壳独家所有 ， 授权深圳市腾讯计算机系统有限公司独家享有信息网络传播权 ， 任何第三方未经授权 ， 不得转载 。
推荐阅读
![[快科技]小米10青春版邀请函图赏：哆啦A梦迷你抓娃娃机](http://ttbs.guangsuss.com/image/3edcbb553cbab8a02c1d1c782772809f)
- 米歇尔·戴斯玛克特|海奥华预言的真相，地球人被带到九级文明，揭开神话背后的秘密
- 埃隆·马斯克|马斯克薛其坤对谈：火星地球各有生存之道
- 意大利生牛肉沙拉做法
- 教你自制广式月饼
- 约阿希姆·弗兰克|每日金句｜约阿希姆·弗兰克
- 草莓别直接吃了，裹上一层巧克力脆皮，咬一口香甜流汁超过瘾！
- 猎鹰9号|马斯克的猎鹰9号火箭刷新全球回收复用纪录，中国实现突破还要多久
- 保罗·狄拉克|为什么物质比反物质多？
- 电休克|电休克用于儿童青少年患者的疗效及安全性｜研究简报
- 磁悬浮|国产全磁悬浮人工心脏研发成功 净重不到180克