我們會殖民小行星嗎?

●史春樹 譯 周周 編

小行星帶富含貴重金屬，目前已經出現小行星采礦的計劃，但我們能否在小行星上建立殖民地呢?

科幻系列片《廣闊》設定在200年后的未來：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研究的前哨。

小行星帶在火星和木星之間圍繞太陽運行，被認為是一顆行星的殘骸。小行星帶是小行星的主要來源，小行星可以在整個太陽系中被發現，有三種基本類型：石質、碳質和金屬質。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”這樣的公司已經在投資小行星采礦，到2025年它們就能開始開采。然而，在小行星上建造定居點要比僅僅開采一顆小行星要復雜得多。

主要的挑戰之一將是輻射對殖民地的影響。將會有太陽輻射、木星的輻射帶和更多的宇宙射線?！坝钪嫔渚€是高能粒子，主要是質子或高能核，它們直接穿過你的身體，對你做壞事?！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的射線，而一個太空殖民地也需要一個類似的屏障。“一層厚厚的水或冰可以作為保護設施，但它必須有幾米厚。”

與輻射一樣，長期暴露在零重力或微重力環境下對人體也有害。北卡羅萊納州立大學的助理教授、天體物理學家凱蒂·麥克說：“國際空間站上的宇航員每天都要用阻力機鍛煉兩個小時，但長期生活在失重狀態下仍然會導致健康問題。”凡是長期存在的小行星定居點都需要某種形式的人造重力來減輕這種影響——可能是通過旋轉整個結構。

它還需要某種形式的發電。大多數探測器和衛星都依靠太陽能陣列供電，但這對小行星殖民地來說可能沒有那么有效?！爱斈氵h離太陽，‘平方反比定律’就會生效?！比绻汶x太陽的距離是太陽的兩倍，那么你將有四分之一的能量來自一個特定區域的太陽能收集板。科幻作家和前宇航員阿拉斯泰爾·雷諾茲說道?！爱斈阍竭^火星的軌道進入木星和土星的領地時，你必須建立一個很大的收集區域來利用太陽能，但我不認為這是一個大問題?！?/p>

最理想的定居小行星類型應該是碳質的，因為它們通常含10%的水。“水在太空中很常見，因為它是由宇宙中最常見的元素組成的，”埃爾維斯說，“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。

定居點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要困難?！拔覀冋J為許多小行星都是非常松散的碎石堆，沒有任何內在的結構完整性——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?！?/p>

這種物質一致性的缺乏也意味著，任何試圖旋轉小行星的企圖——包括人為地在小行星內部產生重力——都將使它受到額外的力量作用，并可能導致它解體。因此，需要某種機制來提高小行星的耐久性?！澳惚仨氃诓黄茐慕Y構完整性的情況下清空它，然后將它旋轉起來，同時確保旋轉不會對剩余的結構造成太大的壓力?！丙溈苏f。

一種建議是在小行星周圍建立一個金屬網或籠子來防止它解體。這并不像它看起來的那樣令人望而卻步，因為小行星帶中有大量的金屬小行星含有可以使用的必要材料。

小行星定居點面臨的許多挑戰與擬議中的月球基地相似。除了重力以外，唯一的主要區別是距離。月球和國際空間站相對較近。月球離地球最近的點只有361000公里，而國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封閉的生態系統，并且能夠自我維持，因為來自地球的支持將是極其有限的?！巴悼赡苄枰獛讉€月的時間，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《星際迷航》的復制人?！卑柧S斯說。甚至向地球發送信息也需要一個小時。

在小行星上建造定居點在技術上看來是可行的，但同時也帶來了重大的工程挑戰。相反，更有可能的是小行星可以被自動系統和無人機進行遠程開采。實現這一方案的一個前提可能是在火星上建立一個基地，該基地可用于協調小行星采礦系統。

“就重力而言，火星和月球都更適宜居住，而且能利用現有的地下隧道進行輻射防護?！丙溈苏f。目前已經有6顆衛星可以用于通信，環境也得到了仔細的研究。

有一些小行星圍繞太陽以橢圓形軌道運行，它們的路徑接近地球和火星。它們可以被掏空，作運輸用，同時保護宇航員不受輻射，并減少對燃料的需求。埃爾維斯說：“我們已經知道有十幾顆或更多的小行星，它們可在幾年后利用預期的技術進入這些軌道?！?/p>

還有人提議在“火衛一”建造一座太空港，“火衛一”是火星的衛星，有人認為它曾經是一顆小行星。這座太空港可以作為未來在火星上定居的跳板。

雖然行星是載人基地的首選地點，在它們的重力作用和大氣保護下，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所。這些好處將遠遠超過艱巨的挑戰。