1979年，美国作家亚(ya)瑟(se)·克拉克在(zai)一(yi)本名为《天(tian)(tian)堂的喷泉》的科幻小说中(zhong)写道：“根据天(tian)(tian)体力学的定律，如(ru)果(guo)某个物体在(zai)天(tian)(tian)空(kong)中(zhong)静止不(bu)动，就(jiu)可以从其上向地(di)面垂放下缆(lan)绳，通过这(zhei)种(zhong)方式，就(jiu)能够把地(di)球和宇宙空(kong)间联结起(qi)来。”
1960年，前苏联科(ke)学家阿(a)斯塔诺夫就公开发表了修建太空(kong)天梯(ti)（又(you)称“宇宙电梯(ti)” ）的(de)构想(xiang)。不过(guo)，正如(ru)克拉克在书中表达的(de)对于登天梯(ti)或通天柱的(de)看法那(nei)(nei)样(yang)，“尽管从理论上不能说有什么错误，但实际(ji)(ji)上却(que)很难找(zhao)到(dao)实现的(de)方法。”那(nei)(nei)么，修建太空(kong)天梯(ti)究(jiu)竟会碰到(dao)什么样(yang)的(de)实际(ji)(ji)困难呢(ni)？
大(da)家知道，人(ren)造卫(wei)星在(zai)围绕(rao)地球(qiu)进(jin)行(xing)旋转运(yun)动时，会(hui)产(chan)生离(li)心力(li)(li)(li)。其离(li)心力(li)(li)(li)刚(gang)好与地球(qiu)对卫(wei)星的吸引力(li)(li)(li)（万有(you)引力(li)(li)(li)）互相平衡，才会(hui)使(shi)得卫(wei)星作圆(yuan)周运(yun)动并围绕(rao)地球(qiu)进(jin)行(xing)旋转。如果地球(qiu)引力(li)(li)(li)过强，人(ren)造卫(wei)星就会(hui)掉落(luo)到地面，反之，如果离(li)心力(li)(li)(li)过强，就会(hui)使(shi)得人(ren)造卫(wei)星远离(li)地球(qiu)而去。
根(gen)据(ju)牛顿的万(wan)(wan)有引(yin)(yin)力定律，卫(wei)(wei)星(xing)所受(shou)地(di)(di)球(qiu)(qiu)（万(wan)(wan)有）引(yin)(yin)力的强弱与其到(dao)地(di)(di)球(qiu)(qiu) （中心(xin)）距离(li)的平(ping)方成(cheng)(cheng)反(fan)比，当卫(wei)(wei)星(xing)在(zai)地(di)(di)球(qiu)(qiu)引(yin)(yin)力比较弱的高(gao)轨道围绕地(di)(di)球(qiu)(qiu)不断(duan)旋转时，其离(li)心(xin)力也(ye)会(hui)相应地(di)(di)变(bian)小。同时，卫(wei)(wei)星(xing)的速(su)度与离(li)心(xin)力成(cheng)(cheng)正比，所以卫(wei)(wei)星(xing)的运转速(su)度就变(bian)慢了(le)。
实际上，处于(yu)地(di)球上空高(gao)度(du)约400公(gong)里处的国际空间站，围绕地(di)球转一(yi)圈，大(da)约只(zhi)需要90分钟左右。而处于(yu)赤(chi)道(dao)上空高(gao)度(du)为(wei)35786公(gong)里轨道(dao)上面运(yun)行的气(qi)象观测卫(wei)星(xing)，围绕地(di)球旋转一(yi)圈，大(da)约需要24小时左右，因此，它的旋转周(zhou)期(qi)与地(di)球与自转周(zhou)期(qi)相同(tong)。这就意味着对于(yu)24小时绕地(di)球一(yi)周(zhou)的人造(zao)卫(wei)星(xing)而言(yan)，卫(wei)星(xing)的“正下(xia)(xia)方”始终(zhong)会(hui)对着地(di)球表面的同(tong)一(yi)个(ge)场所(suo)。反之，如果从卫(wei)星(xing)“正下(xia)(xia)方”
地面(mian)的某处(chu)向天(tian)空中看去，卫星也好像静止不动，始终处(chu)于天(tian)顶上面(mian)的同样(yang)位(wei)置。
所以，就将这样处于(yu)地球(qiu)同步轨(gui)道运行着的卫(wei)星称为(wei)“静止卫(wei)星”，并把(ba)静止卫(wei)星运行的轨(gui)道称为(wei)“静止轨(gui)道”。
如前文所(suo)述，静(jing)止卫星正(zheng)是(shi)(shi)对(dui)于(yu)某(mou)个区域，在天(tian)空中静(jing)止不动(dong)的物体。从这(zhei)样(yang)的地(di)球同(tong)步静(jing)止卫星上向地(di)面(mian)(mian)垂放(fang)下缆(lan)绳(sheng)，随着缆(lan)绳(sheng)的加长延伸（假如忽略风力等因素的影响），缆(lan)绳(sheng)的前端(duan)就会逐渐到达(da)地(di)面(mian)(mian)的同(tong)步观察点(dian)。那么，就可以沿(yan)着这(zhei)些缆(lan)绳(sheng)进行升降，操作往返于(yu)地(di)面(mian)(mian)与卫星之间运送人员和(he)货物了。这(zhei)正(zheng)是(shi)(shi)“太空天(tian)梯(ti)”天(tian)才构想的发端(duan)。但只是(shi)(shi)简单地(di)从静(jing)止卫星上施放(fang)缆(lan)绳(sheng)，要想达(da)到地(di)面(mian)(mian)，是(shi)(shi)远远不够的。由(you)于(yu)缆(lan)绳(sheng)本身也有重(zhong)量，就会使静(jing)止卫星的重(zhong)心产(chan)生偏移(yi)，从而使其(qi)掉(diao)落到地(di)面(mian)(mian)上。
为了防止发生类似现象，必(bi)须要沿着地球的相(xiang)反方向也(ye)施放出同(tong)样(yang)长度的缆绳，以(yi)便(bian)保持(chi)(chi)施放卫(wei)星(xing)的重心位置不会发生改变。为此，在必(bi)要时，还需要在施放卫(wei)星(xing)或轨道站平(ping)台的上方缆绳的顶端安装重物，以(yi)帮助缆绳系统保持(chi)(chi)平(ping)衡。
太空天梯(ti)的(de)(de)操作原理与一(yi)般建筑物(wu)所使用的(de)(de)普(pu)通(tong)电(dian)(dian)(dian)梯(ti)是(shi)(shi)完全不(bu)同的(de)(de)。普(pu)通(tong)电(dian)(dian)(dian)梯(ti)是(shi)(shi)通(tong)过楼层顶(ding)端的(de)(de)滑车卷绕钢缆，使电(dian)(dian)(dian)梯(ti)箱体进行(xing)升(sheng)(sheng)降(jiang)的(de)(de)，而且在(zai)钢缆的(de)(de)两端还安(an)装着一(yi)些铁(tie)块用于(yu)电(dian)(dian)(dian)梯(ti)系(xi)统(tong)的(de)(de)平衡配重。而太空天梯(ti)的(de)(de)升(sheng)(sheng)降(jiang)机本身(shen)是(shi)(shi)带(dai)有动力的(de)(de)，它会依靠自身(shen)的(de)(de)动力沿着缆绳(sheng)在(zai)天空中或上升(sheng)(sheng)或下降(jiang)，在(zai)地面站(zhan)(zhan)和各级(ji)太空轨道站(zhan)(zhan)之间往返(fan)运(yun)输货物(wu)和人(ren)员。
太空(kong)天(tian)梯(ti)主要组成部件有(you)，处于静止(zhi)轨道(dao)上(shang)面(mian)的(de)“静止(zhi)轨道(dao)空(kong)间站” ，延伸在(zai)数公里的(de)天(tian)空(kong)中(zhong)，联结着(zhe)各级轨道(dao)空(kong)间站的(de)太空(kong)缆绳系(xi)(xi)统，沿(yan)着(zhe)缆绳系(xi)(xi)统上(shang)下来回运行的(de)具(ju)有(you)自主动力(li)控制的(de)升降机(ji)(ji)系(xi)(xi)统。此(ci)外，在(zai)地球表面(mian)赤道(dao)附近的(de)海岛或海洋平台上(shang)，还(hai)需要建设可以供太空(kong)升降机(ji)(ji)起落装卸货物、上(shang)下人员以及维修使用的(de)大型地面(mian)基地设施。
（选自 《科学世(shi)界》2010年第4期《太空天(tian)梯：从科幻到现实(shi)》）
19．作为科普(pu)文章，开头(tou)引述(shu)《天堂(tang)的(de)(de)喷泉》这部科幻小说的(de)(de)目的(de)(de)是(shi)什么？（4分）
20．太空天梯(ti)与(yu)普通电梯(ti)有什么不同？请概括其中最本质的区别并简要说明。（5分）
21．综观全文，你认为(wei)当前建造太空天梯最(zui)难又最(zui)关键的是(shi)哪一步(bu)？简要说说理由。（6分）
参考答案：
19．（4分(fen)(fen)）本(ben)题(ti)(ti)考(kao)查考(kao)生分(fen)(fen)析作品主要表现手法的(de)能(neng)力(li)(li)；能(neng)力(li)(li)层级Ｄ。文章开头引(yin)(yin)述科幻小说的(de)目的(de)是引(yin)(yin)起读者的(de)阅(yue)读兴趣和(he)进一步探(tan)究的(de)欲望，（2分(fen)(fen)）同时引(yin)(yin)出本(ben)文关于太空天梯的(de)话题(ti)(ti)，指出其在现实(shi)中可(ke)(ke)能(neng)实(shi)现的(de)前景。（2分(fen)(fen)）【4分(fen)(fen)。意思对即可(ke)(ke)，只要言(yan)之(zhi)有理，均可(ke)(ke)酌情给分(fen)(fen)。】
20．（5分）本(ben)(ben)题考(kao)(kao)查考(kao)(kao)生(sheng)筛选整合信息的(de)(de)能(neng)(neng)力；能(neng)(neng)力层(ceng)级(ji)Ｃ。太空(kong)天(tian)梯与普(pu)通电(dian)梯最(zui)本(ben)(ben)质的(de)(de)区别是(shi)升(sheng)降(jiang)机(ji)本(ben)(ben)身有无动(dong)力。普(pu)通电(dian)梯是(shi)通过楼层(ceng)顶端的(de)(de)滑车卷绕钢缆，使电(dian)梯箱体进行升(sheng)降(jiang)的(de)(de)，升(sheng)降(jiang)机(ji)本(ben)(ben)身无动(dong)力；而太空(kong)天(tian)梯的(de)(de)升(sheng)降(jiang)机(ji)本(ben)(ben)身是(shi)带有动(dong)力的(de)(de)，它会依(yi)靠自身的(de)(de)动(dong)力沿着缆绳在天(tian)空(kong)中或上(shang)升(sheng)或下降(jiang)。
【5分(fen)。总述(shu)，1分(fen)；分(fen)别概述(shu)太空(kong)天梯(ti)与普通电梯(ti)，各2分(fen)。意思对即(ji)可。】
21．（6分(fen)）本题(ti)(ti)考查考生探究文本中(zhong)的问题(ti)(ti)，提出(chu)自己(ji)的见解的能力(li)(li)；能力(li)(li)层级F。建(jian)造太(tai)(tai)空(kong)天梯最难又最关(guan)(guan)键的一步是(shi)研(yan)制出(chu)适合充当太(tai)(tai)空(kong)缆(lan)绳(sheng)的材料。太(tai)(tai)空(kong)天梯组成部件中(zhong)的空(kong)间站、动(dong)力(li)(li)升降机(ji)和大(da)型(xing)地面基地，都是(shi)人类已研(yan)发(fa)并正在使用的太(tai)(tai)空(kong)活动(dong)工具，但是(shi)太(tai)(tai)空(kong)缆(lan)绳(sheng)尚未出(chu)现，而这(zhei)又是(shi)把空(kong)间站与地面基地连接(jie)起来的关(guan)(guan)键一步。【6分(fen)。观点，2分(fen)；分(fen)析“难”的理(li)由，2分(fen)；分(fen)析“关(guan)(guan)键”的理(li)由，2分(fen)。意思对即可，只要(yao)言之有理(li)，均可酌(zhuo)情给分(fen)。】
