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太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 [:1700036962]
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太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 国际空间站以外的空间站
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随着进入太空成本的降低，不管采取什么样的方式，都将会有更多的人前往近地轨道访问、工作或生活。事实上，从2000年以来，我们就一直在太空生活。但这里的“我们”，指的是占世界人口0.0000035714286%的曾经到访ISS的人。在这250多人中，有7人是游客。将会有更多的人去那里旅游。与人类在南极洲的存在相似，太空栖息地一开始是民族自豪感的源泉，然后演变成科学研究场所；随着价格下降以及安全得到更好的保证，太空将迎来数百万游客。
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空间站是用无人运载火箭发射并在太空建造的在轨栖息地，具有对接能力，其空间可以容纳轮替人员一次在空间站停留数周或数月。NASA、美国国会和学者曾经认真考虑过比单纯的空间站更大胆的东西——在20世纪80年代建成整座太空城市，到21世纪初可居住。普林斯顿大学的物理学家杰拉德·奥尼尔（Gerard O’Neill）提出建立一个巨大的旋转结构，有2英里长，里面有树木和流动的河流，还有供成千上万人居住的房屋。这些人的主要工作是在月球上采矿，或者维持巨大的太阳能阵列，将无限的能量通过波束发送到地球。1975年在众议院空间科学与应用小组委员会（House Subcommittee on Space Science and Applications）、1976年在参议院航天技术与国家需求小组委员会（Senate Subcommittee on Aerospace Technology and National Needs），奥尼尔就这些奥尼尔圆筒或奥尼尔殖民地（后来就是这么命名的）发表了演讲。在20世纪70年代能源价格飙升的石油危机时期，能源独立的思想引起巨大反响。但奥尼尔计划的一个主要障碍是，它依赖于通过航天飞机廉价进入太空的假设，而当时航天飞机尚未投入运行。到了20世纪80年代，油价下跌，而航天飞机价格一飞升天，为太阳能工人建造低轨道郊区的想法很快就被抛弃了。然而人类定居太空，这些巨大的轨道球体仍然是一个令人振奋的选择，因为它们可以提供人造重力以及与地球相似的其他细节。
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艺术家想象的轨道圆环或太空城市
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这种巨大的旋转结构可以为成千上万人提供生活空间，并配有舒适温度、人造重力、充足的食物种植空间、类似地球的昼夜循环以及无限太阳能。所有这些轨道圆环或太空城市都在地球和月球附近。
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苏联在20世纪70年代主导了太空栖息地的研发。它们同时进行了两个项目，一个是科学项目，另一个则出于军事目的。对外，这些被称为“礼炮号”的空间站，总共有7个，其中5个是成功的。几十年后外界 才知道其中3个空间站，也就是礼炮2号、礼炮3号和礼炮5号，实际上在内部被命名为阿尔马兹（Almaz）1号、阿尔马兹2号和阿尔马兹3号，是秘密军事计划的一部分，目的是试验太空侦察战术。苏联成功发射这么多空间站是“太空竞赛”的结果，但这与美国无关。这是克里姆·克里莫夫（Kerim Kerimov）与弗拉基米尔·切洛梅（Vladimir Chelomey）之间激烈的内部竞争的结果，前者设计了“礼炮号”空间站，后者则力推军用空间站建设。[26]
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1971年4月发射的“礼炮1号”在轨道上停留了175天，3名宇航员在其中住了23天。美国对“礼炮号”的回应，是在1973年5月用“土星5号”运载火箭发射了“天空实验室”。这是该标志性运载火箭的最后一次应用。“天空实验室”的大小是“礼炮号”空间站的3倍，主要生活区长48英尺，宽21.6英尺。“天空实验室”相对比较成功，总共有3次到访，每次都是3名宇航员，分别在空间站上待了28天、59天和84天。但“天空实验室”一直被各种问题所困扰。它的微流星体防护罩在发射过程中脱落，带走了一片主要的太阳能电池板。第一批宇航员需要在进驻之前修复受损的地方。这是一项史无前例的重大壮举。尽管如此，宇航员们还是很沮丧。NASA在档案记录中如此表述：“宇航员们用脏话发泄他们的沮丧，而休斯敦地面任务控制中心则反复提醒他们通信已经恢复”，他们的咒骂被广播到了全世界。[27] 尽管收集到大量的科学数据，如对地球、太阳和彗星的新观测，以及首次对失重进行的长期研究。但持续不断的修复工作令人厌倦。“天空实验室”的第三批也是最后一批宇航员对分配给他们的任务怨声载道，有人声称打算发动叛乱。乘组成员爱德华·吉布森（Edward Gibson）对地面任务控制中心说：“我个人认为，自从我们来到这里，除了进行了33天的消防演习，什么都没干……我一直忙着修理各种各样的组件，而不是关心数据的质量。”[28]
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“天空实验室”于1974年被废弃。本来是想用航天飞机来提高“天空实验室”的轨道，但是航天飞机的发展远远落后于预定计划，因此“天空实验室”的轨道慢慢衰减，最后不可避免地坠回地球。1979年因为这件事，全世界都变得歇斯底里。NASA关于“天空实验室”坠毁本来是有所控制的。尽管NASA向公众保证空间站在重返大气层时大部分会在海洋上空燃烧掉，但工程师们还是算错了。澳大利亚的珀斯散布着大块的空间站碎片。值得注意且对NASA来说相当幸运的是，没有人受伤。实际上，一位名叫斯坦·桑顿（Stan Thornton）的澳大利亚年轻人发现了一块碎片并立即飞往美国，领取了《旧金山观察家报》（San Francisco Examiner ）为一块“天空实验室”碎片提供的1万美元奖金。
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作为对“天空实验室”的回应，苏联于1986年发射了“和平号”空间站，并在接下来的10年里以模块化的方式组装和扩展。访问太空的苏联宇航员创造了各式各样的纪录，包括在轨道上停留的时间、舱外活动的时间和复杂性。几位居民在“和平号”上待了一年多。“和平号”空间站在模块化设计、生命支持系统、卫生设施、食物和饮料供应、睡眠空间以及科学实验方面也成为ISS的模板。
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ISS建造于1998年至2011年，是NASA、ESA、日本宇宙航空研究开发机构（Japan Aerospace Exploration Agency，JAXA）、加拿大航天局（Canadian Space Agency）和俄罗斯联邦航天局（Roscosmos）等5个机构的合作项目。建造ISS的成本是1000亿美元，其中NASA支付了750亿美元。ISS预期寿命到2024年，在此之前其运行成本是每年30亿～40亿美元。NASA监察长办公室称这一估算“过于乐观”。[29] 当我们讨论太空生活或工作的时候，ISS实际上与此并没有多大关系，因为很多人在一个类似于ISS的环境中（也就是零重力的环境中）生活或工作的可能性并不存在。所有太空定居都需要在人造重力的环境下进行；如果 相关卫星或行星自身具有足够的重力，则太空定居需要在自然重力的环境下进行。
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ISS的确有一种令人惊叹的元素。但ISS的建造并不是太空殖民的前奏。相反，ISS被预想成一个微重力实验室，主要用于学习微重力下的物理学和化学，而不是人类健康领域的知识。与地球上最好的实验室相比，如美国国家级的洛斯阿拉莫斯实验室（Los Alamos）和劳伦斯伯克利实验室（Lawrence Berkeley）、欧洲核子研究组织的粒子加速器实验室、英国分子生物学实验室（Laboratory of Molecular Biology）或传奇的贝尔实验室（Bell Labs），ISS的科学研究成果实在是微不足道。在ISS上进行的有关人类健康的科学研究，大多是对“和平号”空间站实验结果的确认……这些结果可以总结为微重力对人类健康有害。事实上是危害很大，唯一的治疗方法就是尽快摆脱微重力。
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可以肯定的是，ISS已经取得了技术进步。然而，其中许多技术，如对接和机动，都是对早期空间站技术的改进。NASA对地球上水与空气的过滤方式进行了改善，但这些都是ISS上生命维持技术的副产品，而不是ISS微重力研究本身。ISS最令人满意的地方，是它已成为训练宇航员在失重状态下工作、在零重力条件下测试新技术、练习从私营企业飞船接收货物的地方，而所有这些都是为了学习如何更好地在太空建造设施。由于费用高昂，零重力条件下真正的商业研究和开发一直未能在ISS上进行。
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中国计划在2022年建成自己的近地轨道大型模块化空间站，这是“天宫”计划的第三步。中国分别在2001年和2016年发射了叫作“天宫一号”和“天宫二号”的空间站雏形。尽管西方新闻媒体很少报道这个计划，但它已经取得了成功。“天宫一号”在2018年4月脱离轨道之前，航天员曾两次到访；“天宫二号”也已经有航天员到访，并可能与计划中的模块化空间站对接。模块化空间站的核心模块被命名为“天河”。整个空间站与“和平号”大小差不多，约为ISS的1/5。
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到近地轨道之外的太空定居，其第一步，不管这个第一步多么小，很有可能就是NASA计划的月球轨道平台门户（Lunar Orbital Platform-Gateway，LOP-G），它的前身是深空门户（Deep Space Gateway，DSG）。有了LOP-G，NASA正盯着地月空间的轨道。为什么不绕过空间站这类东西直接去月球？以及火星？火星上发生了什么？我们不是要去火星吗？尽管听起来有些做作，但LOP-G将成为通向月球和火星的门户通道。通过LOP-G（拜托给这个空间站起个更好听的名字吧），一个小小的团队就可以在月球表面执行一项机器人任务，甚至可以引导月球上的着陆器，为21世纪20年代末的人类月球探索做好准备。[30] NASA代理局长小罗伯特·M.莱特福特（Robert M. Lightfoot Jr.）称LOP-G空间站就像一个“林中小屋”，国际合作伙伴可以在探索月球的过程中驻足并使用。[31] 他设想NASA用它来探测月球，寻找理想的永久基地，勘探矿产资源。
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LOP-G不是ISS 2.0版。首先它要小得多，与“和平号”空间站类似，只有一个居住单元、气闸和一个动力推进单元。它更便宜（我们希望如此）：大约20亿美元，而ISS的建设成本是1000亿美元。它不是为了宇航员公关或摆姿势拍照，更多的是用于那些一个月内就能完 成的单一目标任务。但LOP-G也受到了很多批评，其中包括NASA前局长迈克尔·格里芬。格里芬指其为“愚蠢”。[32] 问题在于，我们在地球上操作月球机器人，与在LOP-G上操作一样容易，信号延迟只相差大约1秒钟。在降落到月球之前与LOP-G对接没有任何好处，主航天器可以很容易地保持自己的轨道，这一点在阿波罗计划中就已经得到了验证。充其量，LOP-G可以用作燃料库，以储存从月球提取的燃料。这将大大节省去月球、小行星和火星旅行的费用，因为宇宙飞船从地球出发时不必带上所有必需的燃料。然而，NASA在任何月球采矿基础设施开建之前就开始建造LOP-G，并将其纳入人类重返月球的计划中，而且这一计划本身还尚未明确。
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2018年3月在华盛顿举行了一场叫作“重返月球：政府、学术界和企业界的合作关系”的研讨会，许多参会者，包括哈里森·施密特（Harrison “Jack” Schmitt）——那位倒数第二个离开月球的阿波罗17号宇航员——在内，都对NASA的LOP-G计划感到震惊。过去几十年里参加的几十场“重返月球”研讨会都没有让他们这么震惊。他们告诉我，这次不一样了。LOP-G把我们推到了悬崖边上。此外，SpaceX和蓝色起源等私营公司可以为NASA把货物运送到LOP-G，且价格可以降低一个数量级。ESA和日本正在与NASA就月球任务设计开展互补性研究。或许最重要的是，中国是一个新的竞争对手。施密特指出，中国的登月雄心，使美国感受到通过LOP-G重返月球的“迫切性”。
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太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 [:1700036963]
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太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 太空旅馆：独一无二的周末度假胜地
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2001年4月28日，美国商人丹尼斯·蒂托（Dennis Tito）乘坐俄罗斯“联盟号”飞船抵达ISS，并在轨道上停留了近8天。他向资金紧张的俄罗斯联邦航天局支付了2000万美元，成为世界上第一位太空游客。NASA当时对这个计划非常愤怒，拒绝在约翰逊航天中心训练蒂托，但他们无法阻止蒂托对ISS的访问。2002～2009年，另外6位亿万富翁也曾前往ISS，但由于后勤原因俄罗斯停止了这个项目，因为随着NASA航天飞机项目的退役，俄罗斯的“联盟号”飞船成为将人员送往ISS的唯一途径，而且空间有限（NASA不久就开始花8000万美元购买一张船票）。
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然而，太空旅游时代已经来临。俄罗斯已经表明有兴趣恢复旅游飞行。甚至一些刚开始被这个想法吓到的NASA宇航员，也开始接受这个现实。例如，宇航员迈克尔·洛佩斯-阿里格利亚（Michael Lopez-Alegria）曾表示不愿接待太空游客阿努什·安萨里（Anousheh Ansari）——普罗迪系统公司（Prodea Systems）的伊朗裔美籍联合创始人。然而，在安萨里2006年访问ISS之后，洛佩斯-阿里格利亚改变了主意。他说：“如果这是一个好办法（通过接待游客赚大钱），那就不仅有利于支持俄罗斯的太空计划，对我们也有好处。”[33]
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