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如何在短短12年內將一顆小行星變成太空棲息地

小行星


如何在短短12年內將一顆小行星變成太空棲息地


與研究中描述的類似的大型旋轉空間站的混合圖像 。鳴謝:大衛·延斯，塞爾日·布魯尼耶，模特道格·埃里森
據今日宇宙（安迪·托馬威克）：將小行星變成旋轉太空棲息地的基本想法已經存在一段時間了 。盡管如此，就技術而言 ， 它似乎總是相對遙遠，所以這個概念多年來沒有受到太多關注 。但是，如果你已經退休 ， 并且對研究太空棲息地有潛在的興趣，制定一個詳細的計劃將小行星變成小行星似乎是很浪費時間的 。
這正是羅克韋爾柯林斯公司的退休技術人員大衛·w·詹森最近所做的 。他在arXiv預印本服務器上發布了一篇65頁的論文，詳細介紹了一個易于理解、相對便宜且可行的計劃，即將一顆小行星變成太空棲息地 。
深入研究報告的細節遠遠超出了本文的范圍，但是我們可以抓住要點 。詹森博士將討論分為三個主要類別——小行星選擇、棲息地類型選擇和到達那里的任務策略(即使用什么機器人) 。讓我們依次解決它們 。
小行星選擇的重點是哪顆小行星最適合改造成旋轉空間棲息地 。這一部分的考慮因素包括小行星由什么組成，它與地球的接近程度(以及“delta-V”，即到達地球需要多少能量)，以及它的總體大小 。
經過一個相對深入的選擇過程后 ， 詹森博士特別選定了一個很好的候選人——阿蒂拉 。這顆S型小行星有一整類小行星以它命名 。Atira的直徑約為4.8公里，甚至有自己的衛星——一顆直徑1公里的小行星，緊密圍繞它運行 。它不是最近的潛在小行星，它最近的距離大約是月球距離的80倍 。盡管如此，它的軌道在我們太陽系的“適居帶”是穩定的，這將有助于穩定它最終變成的棲息地的內部溫度 。
那么它應該變成什么樣的棲息地呢？詹森博士觀察了四種常見類型——“啞鈴形”、球形、圓柱形和環形 。最重要的考慮因素之一是重力——或“人造重力”——由向心力引起 。延森博士提到了長期生活在低重力環境中的有害影響，這需要使用一些人工替代品 。
但是要得到向心力 ， 工位就得旋轉 。Atira已經有輕微的旋轉，但創建太空棲息地的一部分將包括讓小行星本身旋轉到合理的旋轉速度，這可以準確地模擬人在地球上的重力 。
詹森博士還通過許多其他因素來選擇特定類型的空間站，包括它對制成它的材料產生的力(他建議使用無水玻璃作為潛在的結構元件)，外殼上需要多少材料來防止輻射和微隕石，以及內部將包含多少居住面積 。
出于最后一個考慮 ， 他建議在結構上增加多層，大大增加整個棲息地的整體居住空間 。
他最終選定了一個圓環作為理想的棲息地類型 ， 然后開始計算整個空間站的質量，如何用巨大的柱子支撐內壁，以及如何分配地面空間 。所有這些都很重要，但是我們究竟如何建造這樣一個龐大的龐然大物呢？
詹森博士給出了自我復制機器人的答案 。該報告的第三部分詳細介紹了一項利用蜘蛛機器人和能夠自我復制的基站的計劃 。他強調了只從地球上發送最先進的技術組件并使用小行星本身的材料來建造其他一切東西的重要性 ， 從巖石研磨機到太陽能電池板 。從理論上講，這似乎是連貫的 ， 有道理的，但是當你看這些聲明的時候，這似乎是不可思議的 。
首先，讓我們看看總重量——詹森博士建議 ， 你可以發送一個“種子”膠囊，其中包含四個蜘蛛機器人、基站和足夠先進的電子設備，以僅約8.6公噸的重量建造3000多個蜘蛛機器人——這甚至遠低于現代獵鷹重型的能力 。一旦它到達小行星，它將不需要來自地球的任何進一步的輸入——至少在理論上 。
然后，讓我們來看一些更令人印象深刻的數字——成本和時間 。按照公認的“粗略”計算，詹森博士估計該項目只需41億美元 。這遠遠低于美國宇航局計劃在阿波羅計劃上花費的930億美元 。結果將是一個太空棲息地，提供10億平方米以前不存在的土地 。在太空中建造土地的總成本是每平方米4.10美元 。
可能更令人印象深刻的是時間表——詹森博士估計，整個建設項目可能在短短12年內完成 。然而，讓棲息地充滿空氣和水并開始調節其溫度仍然需要更長的時間 。然而 ， 對于這樣一個雄心勃勃的項目來說，這是一個相對較短的時間表 。
這些成本和時間表也在已經對太空探索表現出興趣的億萬富翁的個人財富水平之內——看看你、杰夫和埃隆 。如果詹森博士的想法是部分可行的，而且從表面上看，他們肯定是可行的 ， 隨著更多的技術發展，也許下一次大型億萬富翁太空競賽將是看誰能建造世界上第一個人造重力太空棲息地 。那將會是一幅非常壯觀的景象 。