●史春樹 譯 周周 編

小行星帶富含貴重金屬，目前已經(jīng)出現(xiàn)小行星采礦的計(jì)劃，但我們能否在小行星上建立殖民地呢?

科幻系列片《廣闊》設(shè)定在200年后的未來(lái)：人類在月球和火星上建立了殖民地后，也開始在小行星帶建立殖民地。

我們希望殖民小行星帶的原因有很多，但主要的原因是采礦。與地球不同的是，地球上的貴金屬往往埋在地下，而在小行星表面就有大量的金屬，如黃金和鈀。但它們也可以作為科學(xué)研究的前哨。

小行星帶在火星和木星之間圍繞太陽(yáng)運(yùn)行，被認(rèn)為是一顆行星的殘骸。小行星帶是小行星的主要來(lái)源，小行星可以在整個(gè)太陽(yáng)系中被發(fā)現(xiàn)，有三種基本類型：石質(zhì)、碳質(zhì)和金屬質(zhì)。它們的大小從幾百米到小房子的大小不等。

像“行星資源”和“深空工業(yè)”這樣的公司已經(jīng)在投資小行星采礦，到2025年它們就能開始開采。然而，在小行星上建造定居點(diǎn)要比僅僅開采一顆小行星要復(fù)雜得多。

主要的挑戰(zhàn)之一將是輻射對(duì)殖民地的影響。將會(huì)有太陽(yáng)輻射、木星的輻射帶和更多的宇宙射線?！坝钪嫔渚€是高能粒子，主要是質(zhì)子或高能核，它們直接穿過(guò)你的身體，對(duì)你做壞事?！惫?史密森天體物理中心的馬丁·埃爾維斯解釋道。在地球上，我們的大氣層吸收了最危險(xiǎn)的射線，而一個(gè)太空殖民地也需要一個(gè)類似的屏障?！耙粚雍窈竦乃虮梢宰鳛楸Ｗo(hù)設(shè)施，但它必須有幾米厚?！?/p>

與輻射一樣，長(zhǎng)期暴露在零重力或微重力環(huán)境下對(duì)人體也有害。北卡羅萊納州立大學(xué)的助理教授、天體物理學(xué)家凱蒂·麥克說(shuō)：“國(guó)際空間站上的宇航員每天都要用阻力機(jī)鍛煉兩個(gè)小時(shí)，但長(zhǎng)期生活在失重狀態(tài)下仍然會(huì)導(dǎo)致健康問題?！狈彩情L(zhǎng)期存在的小行星定居點(diǎn)都需要某種形式的人造重力來(lái)減輕這種影響——可能是通過(guò)旋轉(zhuǎn)整個(gè)結(jié)構(gòu)。

它還需要某種形式的發(fā)電。大多數(shù)探測(cè)器和衛(wèi)星都依靠太陽(yáng)能陣列供電，但這對(duì)小行星殖民地來(lái)說(shuō)可能沒有那么有效。“當(dāng)你遠(yuǎn)離太陽(yáng)，‘平方反比定律’就會(huì)生效?！比绻汶x太陽(yáng)的距離是太陽(yáng)的兩倍，那么你將有四分之一的能量來(lái)自一個(gè)特定區(qū)域的太陽(yáng)能收集板。科幻作家和前宇航員阿拉斯泰爾·雷諾茲說(shuō)道?！爱?dāng)你越過(guò)火星的軌道進(jìn)入木星和土星的領(lǐng)地時(shí)，你必須建立一個(gè)很大的收集區(qū)域來(lái)利用太陽(yáng)能，但我不認(rèn)為這是一個(gè)大問題。”

最理想的定居小行星類型應(yīng)該是碳質(zhì)的，因?yàn)樗鼈兺ǔ：?0%的水。“水在太空中很常見，因?yàn)樗怯捎钪嬷凶畛Ｒ姷脑亟M成的，”埃爾維斯說(shuō)，“水也可以分解成氧和氫，讓你呼吸氧氣?！边@顆小行星的厚度至少需要100米，才能提供足夠的輻射保護(hù)。

定居點(diǎn)可以被埋在小行星的表面下，這將屏蔽輻射。然而，采礦和挖掘小行星比看起來(lái)要困難?！拔覀冋J(rèn)為許多小行星都是非常松散的碎石堆，沒有任何內(nèi)在的結(jié)構(gòu)完整性——它們不是巨大的大卵石，”雷諾茲解釋道，“它們更多的是因自身的重力而聚集在一起的巨大氣泡或礫石。”

這種物質(zhì)一致性的缺乏也意味著，任何試圖旋轉(zhuǎn)小行星的企圖——包括人為地在小行星內(nèi)部產(chǎn)生重力——都將使它受到額外的力量作用，并可能導(dǎo)致它解體。因此，需要某種機(jī)制來(lái)提高小行星的耐久性。“你必須在不破壞結(jié)構(gòu)完整性的情況下清空它，然后將它旋轉(zhuǎn)起來(lái)，同時(shí)確保旋轉(zhuǎn)不會(huì)對(duì)剩余的結(jié)構(gòu)造成太大的壓力。”麥克說(shuō)。

一種建議是在小行星周圍建立一個(gè)金屬網(wǎng)或籠子來(lái)防止它解體。這并不像它看起來(lái)的那樣令人望而卻步，因?yàn)樾⌒行菐е杏写罅康慕饘傩⌒行呛锌梢允褂玫谋匾牧稀?/p>

小行星定居點(diǎn)面臨的許多挑戰(zhàn)與擬議中的月球基地相似。除了重力以外，唯一的主要區(qū)別是距離。月球和國(guó)際空間站相對(duì)較近。月球離地球最近的點(diǎn)只有361000公里，而國(guó)際空間站就在地球的大氣層里。另一方面，小行星帶距離地球約2.56億公里。

任何小行星的定居都必須是一個(gè)封閉的生態(tài)系統(tǒng)，并且能夠自我維持，因?yàn)閬?lái)自地球的支持將是極其有限的。“往返可能需要幾個(gè)月的時(shí)間，所以如果你遇到緊急情況，就必須在小行星上處理。你將需要很多人，不只是去那里找一個(gè)《星際迷航》的復(fù)制人?！卑柧S斯說(shuō)。甚至向地球發(fā)送信息也需要一個(gè)小時(shí)。

在小行星上建造定居點(diǎn)在技術(shù)上看來(lái)是可行的，但同時(shí)也帶來(lái)了重大的工程挑戰(zhàn)。相反，更有可能的是小行星可以被自動(dòng)系統(tǒng)和無(wú)人機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程開采。實(shí)現(xiàn)這一方案的一個(gè)前提可能是在火星上建立一個(gè)基地，該基地可用于協(xié)調(diào)小行星采礦系統(tǒng)。

“就重力而言，火星和月球都更適宜居住，而且能利用現(xiàn)有的地下隧道進(jìn)行輻射防護(hù)?！丙溈苏f(shuō)。目前已經(jīng)有6顆衛(wèi)星可以用于通信，環(huán)境也得到了仔細(xì)的研究。

有一些小行星圍繞太陽(yáng)以橢圓形軌道運(yùn)行，它們的路徑接近地球和火星。它們可以被掏空，作運(yùn)輸用，同時(shí)保護(hù)宇航員不受輻射，并減少對(duì)燃料的需求。埃爾維斯說(shuō)：“我們已經(jīng)知道有十幾顆或更多的小行星，它們可在幾年后利用預(yù)期的技術(shù)進(jìn)入這些軌道?！?/p>

還有人提議在“火衛(wèi)一”建造一座太空港，“火衛(wèi)一”是火星的衛(wèi)星，有人認(rèn)為它曾經(jīng)是一顆小行星。這座太空港可以作為未來(lái)在火星上定居的跳板。

雖然行星是載人基地的首選地點(diǎn)，在它們的重力作用和大氣保護(hù)下，我們可以很好地在小行星上建立殖民地。然而，它們并不是特別舒適的居住場(chǎng)所。這些好處將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)艱巨的挑戰(zhàn)。