科學狂人埃隆·馬斯克曾經放出豪言, 要在2050年實現上百萬人定居火星的計畫。 儘管這個數字有些過於誇張, 但沒有人會質疑, 火星極有可能成為人類的下一個移民地。
除了火星之外, 月球自然也是一個絕佳的選擇。 即使生存環境不如火星, 但月球可以被開發為人類的科研基地, 建設大口徑射電望遠鏡或者作為火箭發射場。 總之, 火星和月球憑藉距離近、環境不那麼惡劣的優勢, 即將成為人類開發的下一顆星球。
不過最近, 有些科學家提出了不同的看法, 他們認為最適合開發人類移民地的太陽系天體, 既不是NASA計畫在2024年踏足的月球和在2033年載人登陸的火星, 而是一顆位於小行星帶的矮行星——穀神星。
你可能覺得這個說法有點嘩眾取寵, 但科學家絕對是認真的。 最近, 芬蘭氣象研究所的物理學家和天體生物學家Pekka Janhunen提出了一些自己的看法, 告訴我們這個猜想是有一定道理的。
穀神星是在1801年被發現的小天體, 直徑大約950公里。 在接下來二百年的時間裡, 它都被定義為人類歷史上發現的第一顆小行星。 不過, 在2006年矮行星的定義被提出後, 它就和冥王星一起被歸類為矮行星了,
那麼, 穀神星到底有何特殊之處?它為何成為了一些科學家眼中人類的下一站呢?
地心引力
Janhunen在發表於arXiv上的一篇論文中指出:「我們的目標是需要有一個人造的重力, 並且在提供地球以外的生存區域的同時, 還能夠創建一個便於在定居點內的居民進行旅行的生存區,
在這裡, 他提到了重力的因素, 這也是月球和火星不被他看好的原因, 因為月球的表面重力只有地球的1/6, 而火星也只有地球的4/9左右。 這種低重力表面上看只不過是對重量的改變, 但其深層次對於人體的影響, 尤其是如果人類定居, 從小到大的成長過程都在低重力環境下度過, 以及在不同重力的天體之間往返, 是否會帶來傷害, 目前仍然不得而知。
所以, 有人也提出了另一種人類移民地的概念, 那就是人造太空移民地。 這是一種極其巨大的空間站概念, 通過旋轉產生的離心力來模擬地心引力, 也就是地球的重力加速度g, 即9.8米每二次方秒。
人造太空移民地這個方案乍聽之下很不錯, 但也有其中的問題。 人造定居點畢竟不可能做得像宇宙天體那麼大, 一旦人口數量增長過快, 那就需要建立多個定居點。 在這個情況下, 如果多個定居點都是繞太陽運行的, 那麼在其他天體的引力作用下, 它們不可能永遠保持相對位置的固定;如果是共同繞某顆行星公轉,又要擔心它們彼此相撞。
Janhunen提出了一個有趣的方法,這個方法我們中國人應該尤其容易理解,那就是兩千年前赤壁之戰時曹操採用的一個方法——鐵索連環。具體來說,他設想我們可以以穀神星為基地,在其上空建立大量的空間站,而每一個空間站在通過旋轉模擬地心引力的同時,還通過巨大的框架結構連接在一起,保持相對位置的固定。
那麼問題來了,這樣的計畫似乎和天體本身沒有什麼關係,為何谷神星成為了他的首選呢?
太空電梯這裡要說到一個以前我們提到過的概念,那就是太空電梯。所謂的太空電梯,是在地球同步軌道上(距離地表約3。6萬公里)建立人類基地,並且通過電梯相連,可以大幅節省航太能源。同樣的,這個概念也可以利用到其他天體上。Janhunen認為,我們可以在穀神星上建立大量空間站,並且利用太空電梯與地面相連保持固定位置,作為人類的移民地。
如果要建立這麼多大型的空間站,材料從何而來就是個問題。我們不可能完全從地球上運輸,這樣做的能量消耗實在太大了。如果從月球或者火星運輸,倒不失為一個辦法,其重力加速度比地球小,運輸更為方便。相比之下,穀神星的重力加速度就更小了,能夠讓我們節省更多的燃料。
而且,穀神星上遍佈著大量80%的層狀矽酸鹽,它們可以用來作為空間站抵禦各種太空輻射的護盾。而且穀神星很可能擁有一個巨大的液態海洋,這對於人類的生存來說至關重要,也是月球和火星所不具備的優勢。
根據他的計畫,這種人造太空移民地也會像地球上一樣分為城市和鄉村,並且填有1.5米厚的土壤,部分地區厚度可以達到4米,這樣可以種植樹木,打造花園。
面臨的困難當然,穀神星也有一些缺陷,那就是距離太陽確實比較遠,和太陽的平均距離達到了2.7天文單位。這對於人類移民地來說,如何獲取足夠的太陽能及溫度就成為了一個難題。
Janhunen給出了他的方案,那就是利用鏡子將陽光集中到人類移民地。根據他的設計,每一個空間站的兩側都各自有一面巨大的鏡子,它們可以隨時調整位置,確保收集到最多的陽光。
Janhunen介紹,一旦成功建立了第一個移民地,就會有越來越多的太空移民地被建設起來。你可能以為生活在這裡是權宜之計,但這種生活有可能比地面上要好,畢竟不會像地面一樣有惡劣天氣或者自然災害。而且,由於這樣的移民地被模組化,它也可以迅速提升數量,Janhunen甚至認為其人口承載能力可以達到地球目前人口的10000倍!
當然,目前這一切都還只是停留在理論層面上,還有很多的問題需要解決,比如該如何旋轉實現模擬的地心引力、如何將人和材料運送到遙遠的穀神星。當然了,太空電梯和太空輻射的防護措施、以及收集陽光的巨型鏡子,也都是目前無法解決的問題。
他認為,這個項目的總體難度大約和定居火星不相上下,而生存環境卻要比火星更合適。根據他的計算,一旦上面提到的問題被攻克,建設第一個空間站將只需要22年的時間。
總之,Janhunen相信這個項目的回報將會非常大,為人類提供了絕佳的生存環境。一旦實現,人類將正式踏上外太空移民之路。
它們不可能永遠保持相對位置的固定;如果是共同繞某顆行星公轉,又要擔心它們彼此相撞。Janhunen提出了一個有趣的方法,這個方法我們中國人應該尤其容易理解,那就是兩千年前赤壁之戰時曹操採用的一個方法——鐵索連環。具體來說,他設想我們可以以穀神星為基地,在其上空建立大量的空間站,而每一個空間站在通過旋轉模擬地心引力的同時,還通過巨大的框架結構連接在一起,保持相對位置的固定。
那麼問題來了,這樣的計畫似乎和天體本身沒有什麼關係,為何谷神星成為了他的首選呢?
太空電梯這裡要說到一個以前我們提到過的概念,那就是太空電梯。所謂的太空電梯,是在地球同步軌道上(距離地表約3。6萬公里)建立人類基地,並且通過電梯相連,可以大幅節省航太能源。同樣的,這個概念也可以利用到其他天體上。Janhunen認為,我們可以在穀神星上建立大量空間站,並且利用太空電梯與地面相連保持固定位置,作為人類的移民地。
如果要建立這麼多大型的空間站,材料從何而來就是個問題。我們不可能完全從地球上運輸,這樣做的能量消耗實在太大了。如果從月球或者火星運輸,倒不失為一個辦法,其重力加速度比地球小,運輸更為方便。相比之下,穀神星的重力加速度就更小了,能夠讓我們節省更多的燃料。
而且,穀神星上遍佈著大量80%的層狀矽酸鹽,它們可以用來作為空間站抵禦各種太空輻射的護盾。而且穀神星很可能擁有一個巨大的液態海洋,這對於人類的生存來說至關重要,也是月球和火星所不具備的優勢。
根據他的計畫,這種人造太空移民地也會像地球上一樣分為城市和鄉村,並且填有1.5米厚的土壤,部分地區厚度可以達到4米,這樣可以種植樹木,打造花園。
面臨的困難當然,穀神星也有一些缺陷,那就是距離太陽確實比較遠,和太陽的平均距離達到了2.7天文單位。這對於人類移民地來說,如何獲取足夠的太陽能及溫度就成為了一個難題。
Janhunen給出了他的方案,那就是利用鏡子將陽光集中到人類移民地。根據他的設計,每一個空間站的兩側都各自有一面巨大的鏡子,它們可以隨時調整位置,確保收集到最多的陽光。
Janhunen介紹,一旦成功建立了第一個移民地,就會有越來越多的太空移民地被建設起來。你可能以為生活在這裡是權宜之計,但這種生活有可能比地面上要好,畢竟不會像地面一樣有惡劣天氣或者自然災害。而且,由於這樣的移民地被模組化,它也可以迅速提升數量,Janhunen甚至認為其人口承載能力可以達到地球目前人口的10000倍!
當然,目前這一切都還只是停留在理論層面上,還有很多的問題需要解決,比如該如何旋轉實現模擬的地心引力、如何將人和材料運送到遙遠的穀神星。當然了,太空電梯和太空輻射的防護措施、以及收集陽光的巨型鏡子,也都是目前無法解決的問題。
他認為,這個項目的總體難度大約和定居火星不相上下,而生存環境卻要比火星更合適。根據他的計算,一旦上面提到的問題被攻克,建設第一個空間站將只需要22年的時間。
總之,Janhunen相信這個項目的回報將會非常大,為人類提供了絕佳的生存環境。一旦實現,人類將正式踏上外太空移民之路。