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宇宙殖民有多难?

2019-08-25 13:56奇象网

宇宙殖民有多难?

然而,奥古斯丁报告在惯例清单之后,还是提到了一个更庞大的终极目标。它以一种更伟大的信念来提及这项目标,因此有了更大的可信度:“委员会里有很强的共识:人类探索太空时,也应该将我们的文明推向终极目标,那就是定出人类从地球扩张至太阳系的路径。想要知道人类如何、何时才能学会在其他行星生活,目前还言之过早,但我们应该以它作为长期发展方针。”

想在地球之外成功设置殖民地,第一个关键是寻找可以居住的目的地。数十年来成果丰硕的无人机行星探索,提供了我们筛选目的地所需的大部分资料。除了求知欲以外别无目标的众多科学家,他们的好奇心集结起来使知识得以累积增长。但是,如果我们决定把人类送出地球生活,那种纯粹的科学将会变得极度重要;事实上,这类科学对于在外太空生存来讲,是基本而必要的先备知识。

前往月球、火星和小行星的载人太空探索已经够难了。计划者像策画露营旅游那样设计那些任务,筹备着塞得满满的工具和补给品包裹,以便在一段孤立的时间内生存之用。而且,这些物资一旦离开地球轨道,就无法更新与补充。事实上,这种飞行任务(sortie),在设计时是有考量回程需求的。殖民者会朝太空前进,沿途建立可以自行打造开垦工具的社区。

为了让人类拥有一个新的家园,殖民者得要切断与母星─地球─之间的脐带。他们会需要一个新的、独立的生态系统,那里得像地球一样,提供居住地、能源和资源,而且适合生命存续。对一个有潜力的外太空殖民地来说,如何满足这一些综合特质,是一个非常有挑战性的难题。

当我们选了地球之外的选择

而说到居住地,新行星的环境必须要在科技干涉尽可能降到最低的情况下让人生存,这是一个很基本的问题。只要离开地球,不管住在哪里,人们都会需要密封的庇护所,某些环境会比其他环境来得安全且容易经营。

可生存程度的一个极端是外太空。不设防的太空完全不适合人类生存,既需要能够适应极端温度的加压生活区,也需要严密阻挡放射线并配有人工重力。没有大气层的行星虽然可以提供重力和扎实的地表来盖建筑物,但放射线的危害仍在,而如果庇护屏障因为意外或微型陨石撞击而出现裂痕,也还是有可能突然失去可供呼吸的空气。如果行星有大气层而且够厚的话,就可以提供抵挡放射线和天外陨石的保护层,但温度与大气毒性的挑战则依然存在。

相对地,地球的热带和温带是人类现阶段所能拥有的天堂,就算没有当代科技也能住在里头。至少,如果没有气候变迁、核战、污染、居住地毁灭或大规模灭绝而使地球成为死寂行星的话,人们就可以在地球的热带和温带活下来。极端温度、放射能污染、有毒空气和无法产出食物的衰竭生物圈,这一切加起来所导致的那种,地球的黑暗未来,其中的挑战就类似我们在太空殖民地将会遭遇的难关。

接下来是能量问题。在这个世界上,能量是我们维系生命、产生力量的基本要素。在地球上,我们基本上是从植物的光合作用来接收能源:植物和藻类从太阳捕捉光子,并以化学方式储存能量─例如以食物和生质燃料─并在过去的岁月中,生产了我们今日燃烧的石化燃料。

单凭植物行光合作用无法产生推动太空殖民地所需的能量,因为这样太缺乏效率,所需的土地和日光都太多。关于这一点,本书会在后面的章节继续提及。

但是,就算太空殖民者并不依靠一般光合作用生产能量,他们的成功还是会如同我们一样,要仰赖从当地现产材料收成的丰富能量。从地球带去的核能燃料或太阳能板,只能作为殖民的阶段性跳板。想在外太空建立自给自足的社区,终究还是需要在当地打造推动这项工作的装备,来替换前述的跳板能量来源。新行星上的一小群人口没办法马上复制地球成熟制造业所生产的产品;只有简单的科技最有希望:风、潮汐、地热,或者释放能量的化学反应(在地球上,燃烧燃料也是一种化学反应)。

资源是生命延续的基本要素。殖民者会需要水和养分供应植物、人类和动物生存所需,也需要用来打造庇护所和工具里的建材,以及可供呼吸的气体。初期补给可以从地球带来,但永续的殖民地最终还是得自给自足。殖民者可以离开驻点,去寻找某些只需少量的元素─举例来说,电子零件或营养品所需的金属,例如铁、铜和锌,都可以从金属地质的小行星采收。有了充足的能源,殖民者可以用化学方法将某些当地资源转为所需物质,制造水、氧气和塑胶。但如果没有可供处理的适当原料,人类在殖民地就活不下去。

若回顾我们对太阳系“内行星”(inner planets,包括水星、金星、火星)的了解,那么在一份针对人类宜居程度的综合调查中,我们其实不该指望能帮太多空格打上勾勾,这不是因为我们对这些行星缺少观察的缘故。