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太空城市六大方案曝光:旋转太空站模拟重力

http://www.sina.com.cn 2007年04月27日 07:16  新浪科技
科技时代_太空城市六大方案曝光:旋转太空站模拟重力
斯坦福花床太空居民点

科技时代_太空城市六大方案曝光:旋转太空站模拟重力
奥尼尔圆桶(太空岛3号)

  新浪科技讯 北京时间4月26日消息,据国外媒体报道,瑞士科学家米歇尔·梅杰率领的欧洲科学小组于25日宣布,他们发现了一个新的可能适合人类居住的星球。这一发现再一次触动了人类渴望移民太空的敏感神经,很多人会问:人类多久才可能到达这些星球?移民太空究竟有哪些障碍需要克服?移民太空现在有没有具体方案,目前进展到何种程度了?

  移民太空源于一道物理题

  太空栖息地也被称为太空殖民地或轨道殖民地,它是一个人类能够在太空长久居住的地点,而不仅仅是太空旅行的一个停靠站或是其它特制的太空设施。它应该是太空中的一座“城市”,人类可以在上面生活、工作和养家。至今太空还没有一座这样的“城市”,但是这种城市的很多设计方案已经被科幻小说家和工程师从各种有现实意义的角度提了出来。

  大约在70年代阿波罗登月工程完成后,一位名叫杰勒德·奥尼尔的美国实验物理学家为了引起他的本科一年级学生对太空物理的兴趣,头脑中突然有了让他的学生对建造太空栖息地的可行性进行计算分析的想法。不算不知道,一算吓一跳。令他惊奇的是,太空居民点即使建得很大,好像在技术上也是可以实现的!

  这种大型太空城市应该呈圆柱形,直径5英里(8公里),长20英里(34公里)长,甚至可以用类似钢铁和玻璃这样的普通材料建成。而且,他的学生还在太空城市无动力机械帮助的情况下解决了类似躲避宇宙射线辐射、和太阳保持一个自然角度、能量供给、无害虫耕种和轨道位置控制这样的难题。奥尼尔有关这种太空殖民地的文章发表在1974年的《当代物理学》杂志上。

  结果,美国宇航局对这个想法非常感兴趣,他们于是开始资助奥尼尔领导的几个实验室对这个问题进行深入研究。奥尼尔领导他的团队提出了几个太空城市设计方案,一些方案还非常有深度,所设想的这些太空城市可居住人数在1千到1千万人不等。虽然这些设计方案尽量使这些城市能够“自给自足”,但是所设计的所有太空城市都需要从地球或月球定期进行物质补给,特别是那些原材料和易挥发的液体更需要定期供给。封闭的生态系统和积极的生态循环应该可以明显的降低这种依赖性。

  最近越来越多的研究显示,月球南极很深的火山口附近存在固态冰的可能性很大,而且科学家在上面发现了一些含有例如水和氨(尚需证明)可挥发液体的星状物体。随着这些研究结果的出现,太空城市以后对地球的依赖性就会降低,而不会再向初始研究显示的那样。

  修建太空城市的动机

  修建太空城市有几个很明显的因素:安全、经济、能量和原材料。太空城市可能可以比较小的受到对地球有破坏性的一些灾难的影响,例如人口爆炸或大型物体(陨星)落入海洋造成的海洋袭击陆地。虽然单个的太空城市很可能还没有地球安全,然而很多太空城市聚集在一起就可以增加人类在其上面生存的可持续性。太空城市给了人类从地球向外转移的机会。

  地球上能够发现的物质多数在太空中也可以找到,而且太空还存在大量的

能源。如果可以在太空城市中采矿或生产,这样的企业很可能可以赢利。初始投资可能需要很大,但是它潜在的赢利空间却是无限的。例如,一些人的提议称,太空城市中的一个家庭或一家公司的收入可能会是在地球上的3或4倍(尚待证明)。而且太空生活或创业成本也比较低。一些提议估计在大型经济型太空城市中每英亩的土地成本大约仅有3万美元(合每平方米7.5美元)(按1995年美元币值计算)(尚待证明)。虽然太空城市的农业土地价格昂贵,但是城市土地价格却比较便宜。

  由于太阳系中存在巨多可以用来建造太空城市的物质,而且太空城市还可以脱离行星引力让运输这些建筑材料的成本变得相对比较便宜,所以大型的太空城市系统是可以让很多人在其中永久性的生活工作的。和外空间相比,地球面积是相当小的,现在地球人口密度过大,人类在上面显得非常拥挤。

  躲开行星的阴影,太空城市1天24小时可以利用太阳能。Zero-g公司发明的极大而又极薄的聚光镜能够持续收集到充足的阳光。而且,除了太阳能之外太空城市还可以利用核能。

  太空城市优势多多

  太空城市和地球社区相比,有一系列的潜在优势:

  1. 通过改变太空城市的运转速度,可以调整人在上面受到的重力。这一点对在太空出生和生活的人重返地球时非常重要,因为在重力小的天体(例如月球或

火星)出生的人的骨骼力量不足,这种人不穿特制衣服骨骼在重力较大的地球上功能就不正常。

  2 资源开发。包括太阳系中的星状物质。

  3 持续不断的获得太阳能。

  4 巨大的人口承载能力。利用太阳系中自由浮动的天体资源,现在估计它们可以容纳3万亿人口。

  5 和星球定居点相比,太空城市能够比较方便的和地球开展贸易。这是因为太空城市的重力不大可以很好的往地球上出口物质,而较小的重力又让太空城市从地球上进口物质变得比较容易。

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