為了實現可重複使用航天器的夢想，哥倫比亞號航天飛機於1981年4月12日從佛羅里達州肯尼迪航天中心升空，開始了第一次航天任務。 自那時以來，NASA發射了100多次任務，但太空任務的價格變動不大。 無論是航天飛機還是不可重複使用的俄羅斯航天器，發射的成本約為每磅10,000美元（每公斤22,000美元）。
從這位藝術家的這幅概念圖中可以看出這個升降機能靠激光推動來運送13噸的貨物進太空。
正在開發的新的太空運輸系統可以使前往地球靜止軌道（GEO）的旅行成為日常活動，並改變全球經濟。由錨定在海上平台上的由碳納米管復合帶製成的太空電梯將向太空中延伸約62,000英里（100,000公里）的小配重。 然後，附著在功能區上的機械升降器將爬上功能區，將貨物和人員運送到太空中，價格僅為每磅100至400美元（每公斤220至880美元）。在本文中，我們將研究太空電梯的概念如何從科幻小說轉變為現實。
太空電梯帶電梯末端的配重將使碳納米管碳帶保持繃緊狀態。為了更好地理解太空電梯的概念，請想像一下繩球遊戲，一根繩子的一端連接到桿子，另一端連接到球。 在這個比喻中，繩索是碳納米管復合帶，桿是地球，球是配重。 現在假設球在繞桿不停旋轉，它轉的很快所以可以使繩索保持拉緊狀態。 這是太空電梯的總體思想。 配重繞地球旋轉，使纜繩保持筆直，並允許自動舉升裝置沿太空電梯帶上下滑動。根據LiftPort（一家製造太空電梯的公司）提出的設計，太空電梯的高度約為62,000英里（100,000公里）。 LiftPort是為太空升降機或升降機組件開發計畫的幾家公司之一。 2006年10月，來自世界各地的團隊爭奪在新墨西哥州拉斯克魯塞斯舉行的X獎盃太空電梯比賽的一等獎—40萬美元。太空電梯的核心是碳納米管復合碳帶，它只有幾釐米寬，幾乎和一張紙一樣薄。 1991年發現的碳納米管使科學家們相信可以用它建造太空電梯。 根據Spaceward Foundation的布拉德利·愛德華茲（Bradley Edwards）博士說：“以前，材料方面的挑戰太大了。但是現在，我們在製造碳納米管和製造機器方面的進展越來越先進，這些機器可以製造出所需的大量材料即一條將伸展到太空中的纜繩。
根據早期的一些計畫，剩下的建築材料將被作為配重。碳納米管的強度是鋼的100倍，柔韌性是塑料的100倍，碳納米管之所以有這麼高的強度是因為它的獨特的足球形的結構。一旦科學家們能夠用碳納米管製造纖維，就可能可以做出太空電梯用的纜繩。以前可用的材料不是太軟就是太硬，做成纜繩還很容易爛。電梯港集團研究總監湯姆·紐金特說：“它們具有很高的彈性模量，而且抗拉強度確實很高，所有這些都從理論上表明，這種材料應該使太空電梯的製造變得相對容易。”可以通過兩種方式製作纜繩：•將幾米長或更長的長碳納米管編織成類似於繩索的結構。 截至2005年，最長的納米碳管仍只有幾釐米長。•較短的納米管可以放在聚合物基質中。 當前的聚合物不能很好地與碳納米管結合，這導致當置於張力下時基質被從納米管拉開。
一旦形成了長條的納米碳管，它將被纏繞成一個線軸，然後被發射到軌道上。 當載有線軸的航天器到達某個高度（也許是低地球軌道）時，它將開始繞線，從而將纜繩降回地球。 同時，線軸將繼續移動到更高的高度。 當纜繩下降到地球大氣中時，它將被抓住，然後下降並固定在海洋中的移動平台上。纜繩將充當某種鐵路進入太空的軌道。 然後，將使用機械升降器將纜繩上升到太空裡。怎樣的太空電梯才能合格如果太空電梯建成了，那它將是有史以來最高的建築物，還會成為現代世界的奇蹟。至道2005年時，世界的最高獨立式塔是在加拿大多倫多的加拿大國家電視塔，有1815英呎5英吋高（553.34米），太空電梯要比它高180.720倍。6200英里（100000公里）的太空電梯將上升到遠遠高於航天飛機平均軌道的高度。（115-400英里/ 185-643公里）。 實際上，這相當於地球到月球的距離的近四分之一，月球離地有237,674英里（382,500公里）遠。
乘坐太空電梯到頂部電梯兩端的登山者（？climbers）將以大約200 mph的速度捲起纜繩。攝影禮遇集團 儘管功能區仍然是概念性組件，但可以使用已知技術來構造太空電梯的其他所有部件，包括機器升降器，錨站和電力波束系統。 到功能區建成時，其他組件將準備大約2018年左右的某個時間推出。電梯機器升降器將使用纜繩將其拉升到太空中。電梯上的牽引踏板可將其夾在纜繩上並通過拉動纜繩從而使電梯能夠上升。錨站太空電梯的起點是赤道太平洋的移動平台，它將把纜繩固定在地球上。配重在功能區的頂部，將有很重的配重。 太空電梯的早期計畫包括捕獲一顆小行星並將其用作對重。 但是，如LiftPort和科學研究所（ISR）的最新計畫包括使用人造配重。 實際上，配重可以是由用於建造纜繩的設備組裝而成的，包括用於發射纜繩的航天器。
功率光束電梯將由位於錨固站上或錨固站附近的自由電子激光系統提供動力。 據ISR稱，激光束將2.4兆瓦的能量發射到光伏電池上，該光伏電池可能由附著在升降機上的砷化鎵（GaAs）製成，然後將其轉換為電能，以供常規的鈮磁鐵直流電動機使用。一旦投入使用，電梯幾乎每天都可以升入太空。電梯的大小從最小的5噸到20噸不等。 20噸重的起重器將能夠攜帶多達13噸的有效載荷，並具有900立方米的空間。 電梯將載運從衛星到太陽能電池板的貨物，最終人類以每小時約118英里（190公里/小時）的速度上升到功能區。
太空電梯維修太空電梯的纜繩將被固定在赤道太平洋上的一個移動平台上。作為幫助電梯避開軌道碎片的系統的一部分，移動平台可以重新定位。照片由Liftport組提供。在6.2萬英里（10萬公里）的長度上，太空電梯將容易受到許多危險，包括天氣、太空碎片和恐怖分子。隨著太空電梯設計計畫的推進，開發商正在考慮這些風險和克服風險的方法。事實上，為了確保始終有一個可運行的太空電梯，開發商計畫建造多個太空電梯。每一個都會比前一個便宜。
第一個太空電梯將作為一個平台，在此基礎上建造更多的太空電梯。通過這樣做，開發人員可以確保，即使一台太空電梯遇到問題，其他電梯也可以繼續將有效載荷送入太空。避免空間碎片與空間站或航天飛機一樣，太空電梯需要具備避開軌道物體（如碎片和衛星）的能力。錨定平台將採用主動迴避，以保護空間電梯免受此類物體的影響。目前，北美防空聯合司令部（NORAD）追蹤大於10釐米的物體(3.9英吋）。保護空間電梯將需要一個軌道碎片跟蹤系統，該系統能夠探測到大約1釐米（0.39英吋）大小的物體。
目前正在為其他空間項目開發這項技術。Liftport公司的Tom Nugent說:"我們的計畫是將絲帶固定在海洋中的一個移動平台上。"實際上，你可以移動你的錨拉出衛星的纜繩。"擊退攻擊太空電梯的孤立位置將是降低恐怖襲擊風險的最大因素。例如，據Liftport公司介紹，第一個錨點將位於赤道太平洋，距離任何航空或海運航線404英里（650公里）。只有一小部分的太空電梯將受到任何可能的攻擊，任何9.3英里（15公里）或以下的攻擊。進一步的太空電梯將成為寶貴的全球資源，可能會受到美國和其他外國軍事力量的保護。空間電梯衝擊藝術家對太陽景觀的定義。照片由Liftport組提供太空電梯對全球的潛在影響被拿來與另一項偉大的交通成就——美國橫貫大陸鐵路進行比較。橫貫大陸的鐵路於1869年在猶他州海岬（Promontory）建成，首次將美國東西海岸連接起來，加快了美國西部的移民步伐。跨國旅行從幾個月減少到幾天。它還開闢了新的市場，催生了全新的產業。到1893年，美國擁有五條橫貫大陸的鐵路。
太空電梯的想法與橫貫大陸的鐵路有許多相同之處。太空電梯將創造一個永久的地球與太空的連接，永遠不會關閉。雖然它不會使太空之旅變得更快，但它會使太空之旅變得更頻繁，並將開啟太空發展的新時代。也許推動太空電梯想法的最大因素是，它將大大降低將貨物送入太空的成本。雖然速度比化學推進的航天飛機慢，但這種升降器將發射成本從每磅1萬至2萬美元降至每磅約400美元。目前估計建造太空電梯的成本為60億美元，法律和監管成本為40億美元。太空電梯，NIAC第二階段最終報告。（愛德華茲也是碳設計公司（Carbon Designs）總裁兼創始人布拉德利·卡爾·愛德華茲（Bradley Carl Edwards）博士）。
航天飛機計畫的成本在1971年預計為52億美元，但最終花費了195億美元。此外，每次航天飛機飛行的費用為5億美元，這比原先估計的數字高出50多倍。太空電梯可以取代航天飛機成為主要的空間運載工具，用於衛星部署、防禦旅遊和進一步探索。對於後一點，航天器將爬上電梯的帶子，然後在太空中向其主要目標發射一次。這種類型的發射所需的燃料比通常衝出地球大氣層所需的燃料要少。一些設計師還認為，太空電梯可以在其他星球上建造。包括火星。NASA資助了愛德華茲博士三年的研究。然而，在2005年，它只向研究太空電梯的公司提供了2800萬美元。儘管它對這個項目仍然很感興趣，但現在它更願意坐下來等待更具體的進展。
