近年来，科学家提出的有关天梯的设想，以其诱人的前景和较现实的可行性，吸引了整个航天界。因为，天梯一旦建成，它就像高速公路一样可以24小时运转，将航天器和旅游者带到太空去。由于天梯的运输费用将比火箭小两个量级，从而，人类将进入真正的“太空时代”。
　　
　　从幻想到现实
　　
　　这种大胆的设想首先是俄罗斯著名的航天科学家齐奥尔科夫斯基在1895年提出来的，他被巴黎的埃菲尔铁塔所激动，提出建造一个塔通向太空。他设想在一个纺锤形的缆绳的终端放置一个太空城堡，这个城堡在地球静止轨道上围绕地球旋转。后来，从20世纪50年代起，苏联和美国航天科学家对此进行了许多进一步的论证。1978年，著名太空科幻小说作家阿瑟·C·克拉克根据他们的设想，写出了影响很大的科幻小说《天堂之泉》。他设想在地球赤道上空的一颗地球静止轨道卫星上向下伸展出一个梯子，由于地球静止轨道卫星在天空中相对地面没有移动，所以人类可以乘坐电梯到达近地宇宙空间去观光旅游。当时有人问克拉克需要多少时间才能实现“天梯”的梦想，他说：“在大家停止嘲笑后的50年。” 25年后，嘲笑克拉克的人已经不多了。美国航宇局几年前就已将克拉克的“天梯”构想纳入“先进概念研究项目”中，并投入几百万美元对其进行研究。 1999年，美国航宇局马歇尔中心的先进计划办公室，发表了《天梯：一种新世纪地球——太空的先进基础设施》，标志天梯将从幻想变成现实。
　　


　　
　　美国爱德华兹的设想
　　
　　从理论上讲，天梯并不神奇。在地球赤道的太平洋洋面上建造一个平台，用飞船放下一条长达10万千米的缆绳，并把它锚定在平台上。随着地球一起旋转，由于旋转所产生的离心力刚好抵消了地球的吸引力，于是，天梯就从地球到太空竖直起来了，这就像你在头顶上甩动一根一头拴着小球的绳子一样。然后，用一个由激光提供能量的爬升器在缆绳上上下移动，运送飞船、建筑材料甚至乘客。但是，建造天梯最大的挑战，就是找到制造这根绳子的材料。它必须异常坚硬又要异常轻巧，还要能抵抗任何腐蚀。为了这个曾被称为“无法得到”的材料，科学家们足足等待了几十年。 1991年，日本科学家发明了碳纳米管，这种材料比钢轻6倍，而韧度要比钢高出几百倍。尽管目前这种材料的生产成本太高，但牢固程度足够用来建造天梯。
　　有了材料，如何来制造天梯呢？美国太空科学家布拉德·爱德华兹博士在过去数年里一直都在潜心研究这个问题。他介绍说，首先把一个携带天梯半成品的飞船或航天飞机发射到地球静止轨道的卫星上，使其和地球同步飞行；然后把这个半成品的天梯从飞船上放下来，落到位于赤道海面的一个平台上，这个平台类似一般的海上发射卫星的平台，并把半成品的天梯锚定在平台上；最后用一个由激光束提供能量的爬升器在这个“天梯”的半成品上上下移动，并把更多碳纳米合成纤维缆绳拧在天梯半成品上，进一步完成天梯。整个制造过程大约要用两年半的时间。另外，根据专家设想，天梯也可由电磁能驱动。电磁能驱动技术目前已在日本和欧洲的高速列车上得到应用。建成后这个爬升器就可以沿着太空梯把物资、成吨重的卫星甚至人，缓缓运送到离地面约36000千米的地球静止轨道上，时间大约需要七天半左右，回来也大约需要这么长的时间。进一步还可以建造通向月球，甚至火星的行星际天梯，到那时在太阳系里遨游就不再是难事，而且价格也十分低廉。
　　天梯的海面平台的位置很关键，要尽可能避开飞机航班和轮船航线，也不能位于暴风浪经常发生的地方，因此必须精心选择。当然，天梯要抵御的灾难也不少。闪电和风云雨雪的冲击，穿越电离层的考验，小行星、彗星、流星的奔袭，原子氧和高层大气中的硫酸对缆绳的侵蚀。最大的威胁当然是来自卫星以及太空垃圾对天梯的撞击。碳纳米管对人类健康的影响也要考虑在内。爱德华兹博士也提醒说：“和公众的浪漫想象截然不同，天梯在运行时既无浓烟也没有火光，更没有巨大的噪音。它悄无声息地顺着缆绳缓慢升入太空，可能令人感觉有些沉闷。”
　　
　　鼓励竞争
　　
　　为了鼓励在天梯方面展开竞争，由加利福尼亚太空基金会组织了名为“天梯：2010”的竞赛。之所以取了一个这样的名称，意思就是指在2010年以前要研制出真正意义上的天梯来，也就是意味着要在今后5年时间内实现该计划。据竞赛组织者表示，天梯竞赛在规模上将超过目前正在进行的“安萨里-X奖”私人飞船竞赛。天梯“司机”的招募工作将于2005年5月至6月在旧金山进行。目前，越来越多的组织、公司、网站和热心人对研制天梯表现出极大的兴趣，他们都希望能在资金、能源与技术上提供支持。
　　2002年，一群有志于此的工程师和有战略眼光的投资家，已经合作开办了一家位于西雅图的高梯系统公司，它主动挑起了制造天梯的重担。公司的负责人就是爱德华兹博士。计划利用长达10万千米的超强韧性连接带将地面站与太空站连接起来，并将这条连接带作为轨道供名为“登高者”的运输车使用。“登高者”的能量来自光：也许是通过光电系统聚集起来的太阳光或人造光。因为天梯要承受超强压力，连接带的材料将采用石墨纳米管。公司将投入约1300万美元进行相关问题的研究，研究重点是石墨纳米管对太空环境的适应性，尤其是对太空垃圾的承受力。目前很多公司及私人投资者都对该项目表示了兴趣，投资者普遍认为，他们愿意投入 部分资金，完全是出于对航天事业的喜爱与支持，并不指望能得到很大的回报，因为天梯回报周期太长，从投资的角度说，显然不是一个很好的选择。在各界人士的帮助下，高梯系统公司已经筹集了数千万美元的资金。
　　
　　俄罗斯的设想
　　
　　天梯不仅设想奇特，而且市场前景广阔。所以，对天梯产生兴趣的不只美国的科学家，美国在航天领域的老对手俄罗斯和欧盟，同样希望率先研制出经济实用的天梯，占领航天领域的这一新的桥头堡。欧空局已经委托俄罗斯萨马拉航天大学，建造一种可以把许多物品从国际空间站送回地球的装置，也就是天梯。俄罗斯萨马拉大学的科学家的论证工作，现在已经进入收尾阶段，试验已经引起了政治人物和政府官员的浓厚兴趣。这部天梯的主要原理其实并不复杂：天梯实际上是一种长30千米的绳索，由质轻但承重性能很好的聚合材料制造而成，每条绳索自身重量只有6千克。使用时，绳索一端捆着货物舱从太空站向地球投放。当货物舱抵达地球稠密大气层时，绳索受大气剧烈摩擦而燃烧并与货物舱分离，然后货物舱借助自身携带的大气球的帮助，在地球表面实现软着陆。俄罗斯科研人员的天梯概念与美国科研人员的天梯概念根本思路是一样的，所不同的是，俄罗斯的天梯首先考虑的是如何从太空站上往地球运送物资，而美国科研人员提出的天梯的重点是从地面向太空运送物资。俄罗斯萨马拉大学的科学家计划，在2004年10月完成初步研制工作，第一次试验安排在今年年底，将利用俄“光子”卫星对这种天梯进行试验。专家认为，如果能够利用这种天梯，则可以经常性地从国际空间站向地球空投一些有效货物，这不但节省了时间，而且也节省费用。在美国航天飞机恢复飞行前，目前国际空间站上的部分实验数据和设备等只能依靠俄“联盟”载人飞船带回地面，而每次货物返回都要间隔半年时间。
　　要将天梯的梦变成现实，还有许多技术问题必须得到解决。首先要在地球上建立一个比多伦多电视塔高出几倍的地面塔站。其次，要解决碳纳米材料在有效负载运输中的运用。而最为重要的是怎样使这种碳纳米材料的钢索的生产成本降下来。美国休斯敦赖斯大学的史密斯和他的同事们正在研究一种专利碳纳米钢索材料，据说，他们可以将碳纳米钢索的生产成本降到每克1美元以下。目前航天飞机运送每千克物品需要2万美元的成本，而天梯一旦建成，可将运送每千克物品的成本降到10美元。目前向太空运输货物的报价十分昂贵：0.45千克货物运送到低地球轨道需要10000美元。我们相信，由于天梯的出现，这个运输费用将会大大降低，太空探索也将随之变得简单很多，从而，能够把人类太空探索的历史跨越式地向前推进。