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無論是建造類似行星的空間站還是完整的行星複製品,至少在我們的一生中,我們都不可能看到這一壯舉。但是,對現有行星進行外星環境地球化是更可行的選擇。

這些天,似乎每個人都想進入太空。有些人甚至想在太空中建立一個國家!

面對氣候變化、人口過多和大流行病等全球性威脅潛伏在地球的每一角落,準備備份計劃總是一件好事。顯而易見的計劃是深入太空並發現可以在地球之外建立殖民地的地方。

我們經常在科幻小說中看到人類居住在行星大小的物體上。從傳說中的《星球大戰》中的死亡之星到《銀河旅行者指南中》的行星建造設施,像我們這樣的怪人一直思考製造宜居星球問題。問題是,我們可以做到嗎?如果是這樣,我們如何去做呢?

基本居住條件

首先,如果我們打算居住在人造行星上,那麼我們需要在太空中找到一個合適的位置。最重要的是,它必須位於一個可居住的區域。這意味著該人造行星的軌道或其與最近恆星的距離應恰好適合居住溫度。如果這顆行星離恆星太近,那麼我們只會被恆星的熱量烘烤,而離火星太遠則意味著我們在寒冷的溫度下會深度凍結。另外,我們將需要大量的液態水,因為沒有水就不可能有生命。

除了要設定正確的溫度和與恆星的正確距離之外,我們還需要具有可呼吸空氣,穩定的類似於地球的重力,適當的晝夜迴圈等等的氣氛。如果我們能滿足這些初步條件,我們才能考慮從零開始建造一個適宜居住的星球。

現在,被認為是“人造但宜居的星球”可能有兩種解釋。直譯是行星的複製品,其中一塊巨大的岩石被製成一個巨大的球體,幾乎與我們太陽系中的其他行星沒有區別。解決該問題的另一種方法是在太空中建造一個巨大的衛星,也許是一個球形空間站,例如《星球大戰》中的死亡之星。除了球形以外,第二種選擇不是真正意義上的行星。它也不會繞太陽繞固定的軌道執行,而可能像我們的其他衛星一樣僅在地球上空盤旋。

對於工程師和科學家來說,這兩種方法中的任一種都不是一件容易的事,但是第二種方法相對可行得多,所以讓我們從這裡開始。

類行星空間站

如前所述,建造類似於行星的球形空間站比建造巨大的類似地球的行星容易。如《星球大戰4:新希望》中所示,死星的直徑約為120公里,這非常大!從角度來看,我們建造的最大空間站的長度不到0.16公里。但是,當將類似的站點與地球12714公里(7900英里)的直徑進行比較時,它仍然看起來像是一個小矮人。不過,為了簡單起見,我們堅持120公里的直徑長度。

如果我們像製造航空母艦那樣建立這個新的類似行星的空間站,並主要用鋼鐵建造它,那麼大約需要一千億噸(10^5噸)的鋼鐵。以我們目前的技術進步來採購這麼多的鋼材,僅憑鋼材的採購就需要超過80萬年的時間!目前,我們每年只能在全球範圍內生產約18億噸鋼材。

獲取用於建造此類行星狀空間站的原材料的唯一解決方法是,從太空本身獲取原材料,而不是依賴地球的資源。為此,我們可能需要開採小行星甚至是我們的月球。實際上,許多公司正在研究這個想法,並且正在進行有關該主題的若干研究。

現在,假設我們以某種方式克服了原材料採購的後勤挑戰,我們將需要擁有能夠建造我們可以居住的球形物體的先進機器人(能夠在微重力下工作)。

我們將需要建造一個像行星一樣的空間站,使其具有類似地球的引力,因為在沒有引力的情況下,我們的身體會陷入混亂。在國際空間站(ISS)長期任職的宇航員通常必須處理因微重力而導致的骨量減少、血壓低以及其他健康問題。

使這個類似於死亡之星的行星狀球形空間站聽起來像是一個很酷的主意,但它可能會遭受一個固有的缺陷:缺乏穩定性。為了保持穩定,將需要大量的主動維護。要達到這一壯舉,我們至少需要成為卡爾達舍夫等級的I類文明(卡爾達舍夫等級是一種用來衡量一個文明的技術的先進等級的方法,以一個文明能用來與通訊交流外行星的能量的多少為基礎。也就是說能用大量能量與外界溝通的行星,才可以算入卡爾達舍夫等級。型別I :該文明是行星能源的主人,這意味著他們可以主宰這顆行星以及周圍衛星能源的總和。型別II :該文明能夠收集整個恆星系統的能源。),而且,據一些科學家稱,距離達到這一地位還有幾個世紀的路程。

那麼……那麼如何打造一個成熟的星球呢?

行星副本

馬克·漢普塞爾(Mark Hempsell)是一位航空工程師,曾在英國一傢俬營航空公司Reacts Engines工作,他對建造行星複製品的可能性進行了全面的研究。他的工作發表在《英國行星際雜誌》(JBIS)上。

漢普塞爾認為,不必複製地球到其確切大小即可構建其副本。我們可以使用較小尺寸的副本來完成。他認為,為了在人造星球上達到地球重力的等效性,工程師們的目標可能是將地球質量的十分之一填充到接近月球大小的球體中。對於初學者來說,地球的質量為5842億噸(5.9×10^24 Kg),而月球的直徑為3475公里。仍然有很多困難要解決,但是漢普塞爾建議工程師如何模仿自然界自己的行星製造方式。

從自然中汲取靈感

像地球這樣的岩石行星是由太陽誕生時所散發出來的剩餘物質形成的。這些殘留的物質一點一點一點地聚在一起,形成了數百萬年的歷史,直到形成一個合適的星球。漢普塞爾(Hempsell)認為,我們可以嘗試模仿自然界建造行星的過程,但是要加快速度。

為了加快發展速度,漢普塞爾建議我們需要在太陽附近建造一個先進的聚變設施,在其中可以採購建造一個新的地球行星所需的較重材料。漢普塞爾認為,像銥和鉑這樣的高密度的元素是構建行星複製品的不錯選擇。這些較重元素的層可以彼此疊放,然後讓它們冷卻。

漢普塞爾承認,目前,人類已知的唯一獲得這些元素的方法是透過超新星的熱核爆炸。也許我們需要發展成卡爾達舍夫等級的II型文明,才能建造具有如此強大能力的核聚變設施。

根據漢普塞爾(Hempsell)的說法,即使我們可以透過這種方法加快行星的建造過程,仍然需要數千年的時間才能用這種方法建造行星。

外星環境地球化:更好的選擇

除了這兩個引人入勝的想法,還有一個更可行的選擇——透過外星環境地球化來定居行星/月球。

在外星環境地球化轉換中,我們不需要從頭開始構建一個星球。我們需要做的就是操縱一個現有的星球(或月球)以使其生活環境宜居。例如,我們可以在火星上進行核爆炸,並按照自己的喜好加熱行星的大氣層,然後尋找將地球包裹在類似於地球的大氣層中的技術。許多研究人員認為,這可能在幾十年之內實現。

因此,總而言之,從頭開始構建行星的想法是一個不錯的科幻小說情節,但是實際上,我們離在不久的將來實現這一目標還差得很遠。但是,在幾十年後,我們可能會改造火星或月球,這對於人類來說仍然是不可思議的壯舉,並且是我們宇宙未來的新開始!

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