宇宙殖民有多难?
然而,在惯例清单之后,奥古斯丁报告提到了一个更大的终极目标。它以更大的信念提到了这目标,因此具有更大的可信度:“委员会里有很强的共识:人类探索太空时,也应该将我们的文明推向终极目标,那就是定出人类从地球扩张至太阳系的路径。要知道人类是如何学会生活在其他行星上的,还太早了,但我们应该把它作为长期发展的政策。”
要想在地球外成功设立殖民地,第一个关键是要找到居住的目的地。无人机行星探索几十年来取得了丰硕的成果,提供了我们筛选目的地所需的大部分信息。许多没有目标的科学家,除了求知欲,他们的好奇心聚集在一起,使知识积累和增长。然而,如果我们决定把人类送出地球,那种纯粹的科学将变得极其重要;事实上,这种科学是外太空生存的基本和必要的准备知识。
载人太空探索去月球、火星和小行星已经够难了。计划者设计这些任务,比如策划露营旅游,准备满满的工具和供应包,以便在孤立的时间内生存。而且,这些材料一旦离开地球轨道,就无法更新和补充。事实上,这种飞行任务(sortie),回程需求在设计中得到考虑。殖民者将朝着太空前进,沿途建立一个可以自己建造开垦工具的社区。
殖民者为了给人类一个新的家,必须切断与母星的关系─地球─脐带之间。它们将需要一个新的、独立的生态系统,它必须像地球一样提供生活、能源和资源,并适合生活。如何满足一个潜在的外太空殖民地的这些综合特征是一个非常具有挑战性的问题。
当我们选择地球以外的选择时
说到居住地,新行星的环境必须尽可能减少科技干预,这是一个非常基本的问题。只要你离开地球,无论你住在哪里,人们都需要一个密封的庇护所,有些环境将比其他环境更安全、更容易操作。
生存的极端之一是外太空。没有防御的空间根本不适合人类生存。它不仅需要能够适应极端温度的压力生活区,还需要紧密阻挡辐射,并配备人工重力。虽然没有大气层的行星可以提供重力和坚实的表面来覆盖建筑物,但辐射的危害仍然存在。如果屏障因意外或微陨石撞击而开裂,可能会突然失去呼吸空气。若行星有大气层且足够厚,则可提供抗辐射和天外陨石的保护层,但温度和大气毒性的挑战依然存在。
相比之下,地球上的热带和温带是现阶段人类所能拥有的天堂,即使没有当代科技,也能生活在里面。至少,如果地球在没有气候变化、核战争、污染、居住地毁灭或大规模灭绝的情况下成为死亡行星,人们可以在地球的热带和温带中生存。极端温度、放射性污染、有毒空气和无法产生食物的衰竭生物圈。地球的黑暗未来与我们在太空殖民地将遇到的困难相似。
接下来是能量问题。在这个世界上,能量是我们维持生命和产生力量的基本要素。在地球上,我们基本上从植物的光合作用中接收能量:植物和藻类从太阳中捕获光子,并以化学方式储存能量─例如,食物和生质燃料─在过去的几年里,我们生产了今天燃烧的石化燃料。
光合作用不能产生促进太空殖民地所需的能量,因为它缺乏效率,需要太多的土地和阳光。本书将在下一章中继续提到这一点。
然而,即使太空殖民者不依赖一般的光合作用来产生能量,他们的成功仍然会像我们一样依赖当地生产材料的丰富能量。核能燃料或太阳能板燃料或太阳能板只能作为殖民阶段性跳板。毕竟,如果你想在外太空建立一个自给自足的社区,你仍然需要在当地建造装备来促进这项工作,以取代上述跳板能源。新行星上的一小群人无法立即复制地球成熟制造业生产的产品;只有简单的技术才是最有前途的:风、潮汐、地热或释放能量的化学反应(燃烧燃料也是地球上的化学反应)。
资源是生命延续的基本要素。殖民者需要水和营养来供应植物、人类和动物的生存,以及在庇护所和工具中建造建筑材料和呼吸气体。早期的供应可以从地球上带来,但可持续的殖民地最终必须自给自足。殖民者可以离开驻地寻找一些只需要少量元素的元素─例如,电子零件或营养物质所需的金属,如铁、铜和锌,可以从金属地质的小行星中收获。殖民者有足够的能源,可以通过化学方法将一些当地资源转化为所需物质,制造水、氧气和塑料。但如果没有适当的原料可以处理,人类就不能在殖民地生活。
如果我们回顾太阳系“内行星”(inner planets,包括水星、金星、火星),所以在对人类宜居性的综合调查中,我们不应该指望帮助太多的空间,这并不是因为我们缺乏对这些行星的观察。