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太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 译者的话
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2020年，注定会成为人类历史上极不平凡的一年。一场突如其来的新冠肺炎疫情，让熙熙攘攘的尘世似乎瞬间凝固。隔离、管控、居家办公、网课……一系列史无前例的方式让人们感受到了疫情的严峻。
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然而，就在这一年的7月下旬，阿联酋“希望号”、中国“天问一号”、美国“毅力号”火星探测器，却毅然而然地冲破地球的束缚，带着人类的希望，一个接一个地踏上了探索火星的征程。
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2020年3月，哈佛大学出版社出版了克里斯托弗·万杰克所著的《太空居民》一书，该书被《每日电讯报》评为2020年最佳图书。西北工业大学袁建平副校长向永鼎智库推荐了这本书，永鼎智库总经理宣颖又找到了我。因为手头有别的工作，本想推掉，可是翻了几页，便被这本书吸引住了。幽默诙谐的语言、形象的比喻、浅显易懂的描述，是这本书给我的第一印象。
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克里斯托弗·万杰克是美国著名的科普作家、科学记者，1998～2006年曾在戈达德太空飞行中心担任资深作家，报道宇宙的结构和演化。或许是拥有生命科学或医学教育背景，使他在关注航天技术、空间科学的同时，尤其将人的生理和心理适应能力放在重要位置，从而使《太空居民》一书拥有了不一样的视角。的确，终究是要把人类送入太空，一切技术都要为这一目的服务。换作机器人，情形肯定大不相同。
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紧赶慢赶，本想在“祝融号”火星车登陆之前出版此书，以此向“祝融号”登陆火星致敬，无奈拖至今日。或许是疫情的缘故，让一切计划难以如常进行。
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本书的出版，要感谢的人很多。首先感谢沈荣骏院士为书作序，为读者更好地理解书的内容做了很好的铺垫；感谢西北工业大学袁建平副校长，是他的敏锐让我与此书结缘；感谢一直致力于促进航天事业发展的永鼎智库，是他们对航天科普事业的投入和支持让此书得以尽快出版；感谢出版社编辑老师为本书付出的辛勤劳动。最后，特别要感谢的是王加为和郑子轩两位老师，是他们的审校把关，让译文的文学性、科学性得到了极大提升。
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特殊时期，困于陋室，却能借翻译此书畅游太空，深感幸运。唯愿世界安好！人们能尽快摆脱疫情的困扰，生活回归正常轨道！
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李平
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2021年8月于北京
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太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 引言 发射之前
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如果你的团队里有一位优秀的科幻设计师，那么在远离地球安全范围的另一个行星或其卫星上生活，看起来会是件轻而易举的事。降落伞打开，发动机完美点火，让你的飞船甜蜜亲吻松软的外星土壤，并轻松摆脱巨石、悬崖和峡谷的威胁——这一切真是太惬意了。然后一部地面穿梭机，以不亚于日本新干线列车的速度，将你带到距航天港几公里的新基地。在那里，现场一片繁忙，能干的工人们忙着挖掘、探测、定位、建造、运输，所有人都像吹着口哨的小矮人一样快乐。你来到几幢巨大的、金光闪闪的穹顶建筑深处，里面是名副其实的伊甸园，那里的蔬菜郁郁葱葱、远离疫病。之后，你轻轻跨过门槛，进入加压栖息地，几乎很难想象你曾在极其危险的微重力环境下，穿越无处不在的宇宙射线，历经长达数月的危险旅途才来到这里。当终于到达时尚的生活区时，你会靠在床上想，啊，要是回家的时候也能这么顺利就太好了。
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有关太空定居点的计划，不管是纸面上的还是科幻片里的，大多看起来如此美好。但问题在于细节。如果把火星当作目的地，就要知道火星像地球的南极一样，天寒地冻、死气沉沉，只是没有可供呼吸的空气。尽管有人声称利用现有技术已经可以去往火星，但仍有很多工作要做，以确保这不会成为一次自杀式行动。一些科学家认为，在飞往火星长达9个月的旅程中（以及返回地球的过程中），旅行者会遭受强大的太阳辅射和宇宙射线，仅这一点就让人不敢轻举妄动。在这颗红色星球上安全着陆仍然是一个危险提议，因为我们派去的大多数着陆器在着陆时都失败了。利用机器人将火星大气中的二氧化碳转化为氧气，并将其储存在加压容器里供宇航员到达后使用，这在目前还只是停留在理论层面。在火星就地采集水和燃料以供返程使用也一样——理论上是可以实现的，但即使在地球上也很难操作。种土豆？可惜，火星“土壤”中的高氯酸盐似乎达到了有毒水平，必须清除——而这项技术也仍然有待开发。
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月球虽然比火星离地球近得多，但那里也不是甜蜜的亚拉巴马老家。月球上白昼与黑夜的转换周期为两周，其表面温度变化剧烈，从-120℃到120℃，使人类在月球上长期停留极具挑战。那里有的只是暴雨般倾泻到表面的太阳辐射和宇宙射线。要应对这些挑战，可以先派遣机器人去月球用当地土壤建造穹顶建筑，但这还是一项纸上谈兵的技术。然后呢？好吧，就像人们说的，罗马不是一天建成的。
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胸怀大志很重要。我是在早春的时候开始写这本书的。那时我的小花园里没有杂草，肥沃的、深褐色的泥土均匀地划成整齐的正方形，散发着芳香。我手里拿着十几包种子，一幅郁郁葱葱的未来景象展现在我面前。就像天文艺术家一样，我要把这幅景象画出来。我要把洋姜的种子种在最北边，因为它们长得最高。我要把豆子种在它们前面，这样豆子就可以把洋姜当成天然的棚架。太聪明了！我还要种些蚕豆，因为蚕豆很好吃，卖得又很贵。前面我会接连种些绿叶菜，一周接一周地种，这样每天都能收获一份沙拉，能一直吃到秋天。西红柿，你得吃西红柿。还有大南瓜，就是那种巨大的蓝哈伯德，味道很好，又耐储存。完美！
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然后是异常寒冷的4月，比3月还要冷，我种的一半植物被冻死了。接着是异常多雨的5月，几乎把剩下的也冲走了。你知道大南瓜发生了什么稀奇事吗？有一种叫南瓜蔓吉丁虫（Melittia cucurbitae）的小生物（飞蛾的一种），7月初把它的卵产在了长势良好的南瓜藤蔓上，这样它的幼虫就可以躲在藤蔓里安全地进食、长大，在南瓜结出果实前，这些幼虫就将整株南瓜杀死了。它们似乎违反了生物学的一个基本原则，即消灭了下一季赖以生存的食物来源。谁知道呢？
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我把我花园中遇到的麻烦说出来，部分是为了宣泄，但更多的是想作为一个例子，说明事情往往并不是按照计划进行的，尽管我们做了研究和准备。现实总会出现意想不到的情况——可能是不寻常的天气，比如生活区正在进行关键安装，而火星上爆发了持续一个月的沙尘暴；或者美中不足，比如一种未检测到的化学物质阻碍了一项重要生物反应的发生。美国国家航空航天局（NASA）在将人类送往月球的8年实践中，也遇到了很多出乎意料的问题。对宇航员格斯·格里索姆（Gus Grissom）、埃德·怀特（Ed White）和罗杰·查菲（Roger Chaffee）来说，阿波罗1号任务以悲剧告终。在高压、纯氧的舱室环境中，一个微小的火花瞬间演变成一个无法逃脱的火球——谁也没有意料到的一个设计缺陷。NASA管理人员后来承认，阿波罗11号的成功也有幸运的因素，尼尔·阿姆斯特朗（Neil Armstrong）不得不出乎意料地手动操控“鹰”登月舱，才使其远离巨石，来到一处平坦的着陆点，而剩下的燃料只够维持不到30秒。
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阿波罗13号的宇航员没能按计划在月球着陆。一个氧气储箱在飞行途中爆炸了，如果不是乘组人员和任务控制中心的快速反应和熟练操作，这次事故就是致命的。另一组阿波罗宇航员与一次巨大的太阳耀斑擦身而过，而这次耀斑产生的辐射可能会伤害到他们。许多太空发烧友都很关心为什么NASA不派人去火星，好像派人去火星成了该机构存在的唯一理由。尽管该机构存在缺陷，而我在书中也会毫不避讳地将这些缺陷列举出来，但NASA并不急于把人类送上火星的理由很充分，因为它不希望任何人去火星送死。你不能仅凭着一堆希望就把人类送上火星。只有风险和成本降到最低，我们才能够去而且应该去火星，因此没有必要立刻采取行动。就目前来说，航天很危险，而且费用极高。
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1969年人类登月的不朽成就，使某些人对未来产生了不切实际的期望。随便拿起一本20世纪70年代畅销的太空类书籍，你都会得出这样的结论：我们很久以前就应该到火星了。1971年，NASA宇航员艾伦·谢泼德（Alan Shepard）在月球上打了几杆高尔夫球之后，火星自然就成了下一个目标。尽管这一举动很自大，但毕竟当时美国和苏联都在向水星、金星和火星发射探测器，而且美国还在进行航天飞机项目，计划每月两次进入太空。1969年3月至1970年9月，担任NASA局长的托马斯·潘恩（Thomas Paine）在日程表里提出了登陆火星的日期：1981年11月12日，一个12人的乘组将搭乘一枚核动力火箭离开地球，开启火星载人航天之旅。[1] 与此同时，物理学家、工程师和美国国会议员正在就20世纪80年代建造巨型在轨运行球体进行认真讨论。这样的球体每个可容纳1万多人。这些轨道上的太空居民的主要工作是收集太阳能，并将其传送回地球，使世界摆脱对石油的依赖。到20世纪90年代，我们会在小行星上采矿，并在火星上生活。到2000年，人类将探索木星和土星的卫星。
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那么，首次登月已过去半个世纪，我们为什么还没有在“外太空”生活，而进入太空也没有变得既安全又经济？有许多因素在起作用，本书将详细阐述这些因素。首先，我们需要做一些铺垫。
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