如何快速大量地在地月间运输百吨级物资与人员？ 第1页

当然是使用动量交换绳（Momentum Exchange Tether）啊。

从地球表面到月球表面需要14.66km/s的速度增量，换句话说从月球到地球表面你需要同样的速度减量。用火箭的话大量的能量被用来运送烧掉的燃料本身了，这是一个本质上极不经济的行为。

NASA60年代就已经提出了动量交换绳的想法，90年代就有很完善的工程学构思了，借一张图：

简单的说就是一个巨型的低轨道转轴，它会拉出一条非常长的绳索在轨道上旋转（长度大概是400km-1000km的区间）。绳索的旋转可以部分抵消掉转轴在低轨道上的运行速度，使用一枚单级火箭将载荷运送到LEO与绳索对接，然后绳索就能够把载荷甩出去（跟扔铅球一样），奔向地月转移轨道。在这个过程之中等于是转轴将其轨道上飞行的动量部分转移给了载荷，让载荷获得了额外的dv。转轴自己则降低了轨道。

只要载荷和转轴之间的质量有一个差（计算结果是转轴质量：载荷质量高于27），那么这样就不会对转轴本身的轨道造成太大影响，而这种轨道下降可以用极高比冲的离子发动机或者干脆不喷射质量的电动力绳来补充动量（电动力绳需要的电力可以直接用太阳能板提供，完全不需要工质）。

更妙的是，这个过程实际上完全可以反过来。从月面冲下来的载荷同样可以用旋转绳接住，转轴从载荷那里获取动量。按照 @望着木星的喵 的计算，旋转绳方案大约能提供2800-3700m/s速度增量，接住月球货物后，飞到底部时相对地球速度可以降低到3800-5700，热烧蚀只有直接再入的4-15%。学太空叉子的星船，用钢壳应该就足够了，在月球当地就能造。实际上还可以使用多级旋转绳进一步降低dv。如果仔细安排地月之间的发射，那么地球载荷奔向月球的动量完全可以从月球载荷奔向地球的动量那里拿回来。动量守恒。同理，这个动量交换绳也可以部署在月球低轨道上，对绳子的要求还能进一步降低。

这样使用的燃料仅仅是地球载荷上LEO所需要的dv，NASA的计算表明这个dv是4.6km/s，不到第一宇宙速度。用一个很廉价的小型可回收初级火箭把载荷打上LEO就行（比如F9，都不需要入轨），其余的都不用花钱。NASA的计算结果是可以把成本降低到50美元/kg。

参考：http://www.tethers.com/MXTethers2.html