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太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 [:1700036980]
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太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 月球上的食物种植
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危险清单上的下一项是食品安全。与月球上的大多数其他活动一样，食物生产也需要受到保护——也就是说，不是在地上而是在地下种植食物。然而，科学家和工程师在这一挑战中取得了显著进展。例如，亚利桑那大学受控环境农业中心建造了一个长约5.5米、高约2.2米的圆柱形月球温室，每天可生产约1000千卡的食物。这个温室——一种生物再生生命维持系统（Bioregenerative Life Support System，BLSS），还可以为宇航员提供100%的空气和饮用水。在这个封闭循环系统中，植物在光照下水培生长，由含有植物生长所必需的氮、钾和磷等营养盐提供营养。有了这些输入，植物就会排出氧气和水蒸气，供宇航员呼吸和饮用；当然，植物本身也会被吃掉。而宇航员呼出的二氧化碳，以及排出的尿液和粪便等又被反馈回系统。简而言之，创造一个微型生物圈，并把它放到月球栖息地，就不会像在潜艇或ISS上那样需要一个庞大的氧气/二氧化碳交换器。你的食物就是你的空气和饮用水。
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据领导生物再生生命维持系统项目开发的吉恩·贾科梅利（Gene Giacomelli）称，该系统每千瓦时能够生产26克新鲜可食用生物量，非常高效，至少在月球的白天它可以依靠太阳能电池板产生的电能来运行。暴露在月球表面自然光下的植物会像人类一样被有害辐射淹没。人们可以设计地下温室，在月球两极用反射的太阳光来照耀这些植物，在两极地区至少有80%的时间有光照。但这需要大规模的建设工量，挖掘大量土壤，营造出在地球户外看到的那种温室。也许一旦月球基础设施建成，像这样的大型温室就可以开始建造。生物再生生命维持系统的美妙之处在于，通过合理的作物设置以及光照，能够使空间与作物的比例最大化。此外，它们是可充气的，比较轻，可以用飞船运到月球。
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月球温室原型
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该6米×2.5米的圆柱形容器由亚利桑那大学受控环境农业中心设计。它质量轻，可扩展，可供在月球或火星地下使用。该容器可为一个人提供100%的氧气需求，以及每天1000千卡的食物。
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贾科梅利团队设计了一个4人月球栖息地，包括4个生物再生生命维持系统，实现用植物提供食物和氧气的双重目标。太空任务需要运送大量食物。一名努力工作的宇航员可能每天会消耗3000千卡的热量。此外，植物生长还需要不时变换光线，以及营养。尽管如此，食物运输量减少1/3，也能为早期月球任务节省一大笔资金，并提供了宝贵的心理支持，即手头有新鲜食物，以谷物和其他“储存食品”作为补充。地球上的生物再生生命维持系统原型完全在室内种植绿叶菜、草莓、西红柿和红薯。因为亚利桑那大学的研究小组可以控制温度、湿度、营养输入和虫害，所以它们比户外种植更高效。不用除草！
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亚利桑那大学的生物再生生命维持系统只是一个原型，但如果NASA选择将本地化食物生产作为补充的方式，而不是100%向月球运送食物，那么它们最终会使用该系统或类似的自给自足系统。本章前面提到的中国“月宫一号”包括多种重要作物（如大豆），可提供蛋白质和脂肪。在中国的新闻报道中，相关的研究团队称该系统的效率为98%。这意味着一旦实验开始，只有2%的供应需要外部供应。如果得到验证，就太了不起了。[45] 世界各地的其他研究团队也在尝试通过月球土壤模拟物种植食物。[46] 效果不是很好。植物会发芽，但无法茁壮成长。但是人们不禁会问：如果水培法在空间和水的分配效率上更优越，完善土壤种植的目的又是什么呢？各种各样的作物，甚至根茎类蔬菜，都可以在水培系统 中生长。月球土壤模拟物不是月球土壤；先为登月准备一个可用的水培系统，然后在登上月球后，再试验其他形式的农业。这样做可能更有意义。
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此外，月球离地球很近，再加上完善大规模月球农业来养活大众的难度如此之大，很可能导致月球食物生产永远不可能实现100%的自给自足。将大部分食物运到月球上可能更容易些，就像我们现在在南极做的那样。大量人口在月球上居住意味着到月球的交通变得更便宜，所以进口食品可能不会那么贵。为了提高食物产量以养活成千上万的人，我们需要成千上万个生物再生生命维持系统，而每个生物再生生命维持系统都由其所有者管理。或者，更传统的温室需要设置在地下，采用复杂的镜面将自然光线反射到所有植物上。月球上缺少碳、氮和氢，从而意味着这些元素至少需要进口一次，而且是大量进口，以提供农业所需的基础原材料。还有一个麻烦是授粉可能需要人工完成，因为蜜蜂和其他昆虫在没有磁场的情况下可能无法在低重力环境下飞行，更不用说繁殖和发展壮大了。0.16G可能会排除畜牧业。如果找到足够的水，真菌有可能生长。同样的道理也适用于生长在大桶中的藻类。藻类，美味极了。
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太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 月球地球化
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住在其他卫星和行星上，总是会有被困在酒店里的感觉，最好也不过是困在了室内购物中心。你永远不会体验到在外面的感觉。即使你在外面，那也不是外面，因为你被限制在需要空气、压力或辐射保护的宇航 服里。没有风吹过你的头发，永远不会有。也许你可以用风扇将室内的空气吹过你的头发，但永远不会有真正的风……或真正的雨……除非我们把这个地方改造成地球。
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对月球进行地球化改造——也就是说，让它成为一个迷你地球，这样你就可以在没有防护装备的情况下在月球表面行走。但即使一切进展顺利，那也是未来几个世纪的计划。月球地球化的整个前景是杰出工程和拙劣逻辑的结合。至少，我们必须制造大气。最主要的方法是故意让50～100颗彗星轰炸月球。（以某种方式）从太阳系边缘得到这些彗星。这可以同时增加与海洋水量相当的水和大量氮，同时将土壤中的氧气释放到空气中，并将月球自转速度提高到每天24小时。[47] 但这样精心策划的破坏需要将月球居民疏散一个世纪左右，因为你要让它自我修复；然后，每隔几千年还要重复一次这个过程，因为月球没有磁场，无法阻挡太阳风在较短时间内吹走大气的主要成分。但如果有技术能做到这一切，我们反而更加可能去建造大量的在轨城市，因为在那里我们可以控制重力水平。需要明确的是，改造月球仍然不能解决重力问题。火星地球化，没有这个问题。这很好，花上几个世纪的时间就能实现。月球地球化？很愚蠢，除非有一种我们今天无法想象的技术，能让我们在不破坏现有居民生活的前提下，快速将月球改造成地球，否则根本不应该讨论这个问题。
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我所看到的方向是，工业化的月球上有短期驻留的工人，他们依靠地球提供食物和其他供给。好饭不怕晚。我们不能仅仅因为以前去过月球，就直接跳到月球上开始。在人类重返月球之前，最明智的做法是准备 好基础设施，比如月球通信卫星，让宇航员能够跨越月球地平线，实现远距离交流。电信公司正在竞相为月球建立4G蜂窝数据网络，前提是要有市场证明其投资的合理性。[48] 一系列绕月在轨基地也可以为补给和疏散提供宝贵的安全保障。我们在南极的基地现在非常稳固，因为这样的基础设施已经到位，使这些基地能够发挥作用，而不需要额外的高昂维护费用。第一批探险者踏足这片冰雪大陆约50年后，基地才得以建立；又过了50年，往返南极才成为很平常的事情。同样，在阿波罗计划50年后，我们正处在永久重返月球的道路上。
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预测
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到21世纪20年代后期，人类将踏上月球；21世纪20年代末，初步进行机器人勘探；21世纪20年代末，富裕的客户可以进行月球轨道旅行；到21世纪30年代，人类将以小型科学和采矿营地的形式在月球永久存在；到21世纪40年代，将有小型旅行团和数百人暂时居住在月球上；到21世纪末，大多数人都能负担得起去月球度假或学习的费用。
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关于月球的最后一点说明：我无法想象读了这本书的人会相信登月骗局说，即NASA伪造了登月过程，并在一个秘密仓库里制作了所有视频。相信这是一场骗局的人多得惊人。你根本无法与他们争论科学事实。但有一个逻辑他们不能忽视：登月竞赛是与苏联之间的竞争；如果美国造假，苏联就会大声指责我们犯规，但他们没有。他们向美国人表示祝贺。[49]
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[1] Roger D.Launius，“Sputnik and the Origins of the Space Age，” NASA https：//history.nasa.gov/sputnik/sputorig.html（retrieved May 26，2018）.
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[2] “‘一旦火箭升空，谁在意它们会落在哪儿？那不是我的部门要管的事情。’沃纳·冯·布劳恩说。”讽刺作家汤姆·莱勒（Tom Lehrer）在他1965年创作的歌曲《沃纳·冯·布劳恩》中所写的歌词，反映了对美国征召冯·布劳恩的一些不安。歌词写道：“有人对这位大人物骂了娘//有人觉得他恩情似海深/好比旧伦敦城的寡妇和跛脚郎/大笔养老金归了沃纳·冯·布劳恩。”
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[3] Bob Allen，ed.，“NASA Langley Research Center’s Contributions to the Apollo Program，” NASA Langley Research Center Fact Sheet，https：//www.nasa.gov/centers/langley/news/factsheets/Apollo.html（retrieved November 11，2018）.
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[4] 女性也接受了太空训练。我推荐你看看2018年的纪录片《水星13号》（Mercury 13）。该片讲述了13位女性的故事，发人深省。她们证明了自己有能力成为宇航员。而NASA拒绝接受她们参加任何官方训练项目。
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[5] Launius，“Sputnik.”
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