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太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 生活在小行星表面和里面
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这是一本关于太空移民的书，而我却一直在漫谈机器人采矿。生活在小行星并对其进行开发，似乎并没有多少理由。最初，人类的存在可能局限于对小行星带进行短暂的访问，以确保设备的安全或运输开采出来的原材料。唯一的例外可能是谷神星。如前所述，它现在被认为是一颗小行星。它的大小约是冥王星的1/2，月球的1/4。人们可以把谷神星想象成一个科学前哨站，或者一个供应中心，用于支持服务于火星和地球的小行星采矿网络，到21世纪末会有临时人员居留。不过话说回来，附近的在轨航天港可能更适合人类居住。
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谷神星的生活将会非常艰难。谷神星像月球一样没有空气，没有天然的辐射防护。工人们需要在地下挖洞建立庇护所。这一切很有可能，但是地壳的组成和深度，以及在哪里会找到谷神星的冰层，在很大程度上是个未知数。往返谷神星的飞行需要数年时间，因为它比火星还远。它的重力是0.03G，造成的后果不像微重力那样严重，但似乎也不利于人类的长期健康。那里的阳光只有地球的1/10，所以收集太阳能很困难。你可能需要核能来维持所有工业运转。与地球的通信有平均30分钟的延迟。也就是说，在谷神星生活比在月球生活更加困难，因为它更遥远，且几乎没有重力，除了水和一些矿物，资源也很稀缺。
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不过科学研究还是值得一做的。谷神星在其冰冷外壳下的液态海洋中孕育外星生命的可能性微乎其微。在绕灶神星运行数年之后，NASA的“曙光号”探测器于2015年进入谷神星轨道。2017年，“曙光号”科学团队估计谷神星上10%的物质是水冰，他们还发现了一种叫作索林斯（tholins）的有机化合物，这是一种生命起源前的物质，可能促进了地球上生命的诞生。[19] 对谷神星的冰进行钻探，可以为更具雄心的探测任务——对木星和土星那些冰冷的卫星进行探测，打下基础。这些卫星存在生命的可能性更大，但它们到地球的距离是谷神星与地球距离的2～4倍。载人谷神星任务只比载人火星任务稍微困难一点：更远一点，但更容易着陆，所有这些都在当前技术可达成的范围内。
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作为工业采矿中心，谷神星的位置可能很好，位于小行星带的中心。谷神星上有大量的水可以开采，而仅有的一点重力对于处理来自其他小行星的矿石来说可能很有必要。从太空飞行的角度来看，着陆和离开谷神星并不困难，因为谷神星的引力井不深。因为那里的重力很低，所以你可以在谷神星上跳跃行走，并建立一个永久的工业基地。其他小行星的重力环境极低，从一些小行星上你甚至可以跳入太空。当然，谷神星也很容易跟踪，所以你总能知道它在哪里。
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问题是，你需要这样的中心吗？小行星采矿将从近地小行星开始，因为它们离地球很近。把它们开采到几乎什么都不剩，再把它们转移到地月轨道，这对地球的长期安全很有好处。我们是否需要小行星带中的那些小行星，取决于我们将在太空中建造多少设施，而在轨城市之类的真正的建设项目，则需要等一个世纪以后。
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最重要的问题是，在未来100年里，似乎没有任何实际理由需要长期生活在谷神星，因为在月球生活更容易。出于经济原因允许我们到达谷神星附近甚至在那里定居的技术，可能会使我们创建一个巨大的在轨球体，不仅温暖而且有人造重力。这听起来要文明得多。
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住在小行星表面似乎不太现实，但是住在小行星里面会怎么样呢？有些小行星确实有一座城市那么大，质量和直径都如同一座山。你可以把它们挖空，创造一个足够容纳成千上万人的地下空间，然后让它旋转起来产生离心力来模拟重力。一个直径100米、被挖空的小行星每分钟旋转4圈，就会产生1G的人造重力。[20] 这将不同于你在地球上经历的地球自转。从一个局外人的角度来看，你会在地下来回颠倒，你的头朝向小行星核心，你的脚朝向小行星表面，就像被固定在转桶里的水一样。
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奥地利建筑师及土木工程师沃纳·格兰德（Werner Grandl）估计，为了保持稳定，小行星核心的最小体积密度必须达到约3克/厘米3 ，接近地球的上层地幔。许多小行星满足这一标准。[21]
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小行星上的家园就是这样。这将是你自己的世界，有足够的资源来供养你、你的家庭和社区。垂直农场可以离地表更近一些，在不旋转的腔室内，由过滤后的反射太阳光和人造光提供光照。C型小行星有10%以上的冰，所以应该有足够的饮用水和氧气，可以与来自农场的二氧化碳循环、交换。你也可以用3D打印机打印大部分工具，也可以开着宇宙飞船从谷神星或灶神星等大“贸易站”运回补给，就像几百年前把运货马车开到城里一样。或者一些位于谷神星的聪明公司可以通过无人机给你运送物资。
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无论居住在小行星，还是利用小行星资源来建造在轨城市，小行星提供的水、空气、燃料、金属、土壤和营养等资源，足够支持10万亿～100万亿人口。[22] 让我们把这一概念再向前推一下：如果氢聚变成为可能，就可以把山那么大的小行星变成一艘防护良好的太空方舟，乘着它出发去往其他遥远的恒星系，用几百代人的时间到达那里。
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预测
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21世纪30年代，小行星采矿将完全自动化；21世纪40年代，机器人将探测谷神星和灶神星；21世纪60年代，人类将踏上谷神星；21世纪末，谷神星上将出现人类的小规模、半永久性存在；小行星定居点将在23世纪出现。
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[1] 又译为阿波菲斯，编号“99942”。——译注
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[2] 矮行星（dwarf planet），又称侏儒行星，体积介于行星和小行星之间，围绕恒星运转，有足够的质量使其自身重力克服刚体的作用力，使其呈流体静力平衡（近似圆形）的形状，没有清空所在轨道上的其他天体，同时不是卫星。——译注
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[3] Stephen P.Maran，Astronomy for Dummies ，4th ed.（Hoboken，NJ：John Wiley & Sons，2017）.
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[4] Brid-Aine Parnell，“NASA Will Reach Unique Metal Asteroid Worth $10，000 Quadrillion Four Years Early，” Forbes ，May 26，2017，https：//www.forbes.com/sites/bridaineparnell/2017/05/26/nasa-psyche-mission-fast-tracked.
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[5] 小行星也可以按轨道类型分类：阿莫尔型（Amors）——从未抵达地球轨道；阿波罗型（Apollos）——与地球轨道交会的周期大于1年；阿托恩型（Atens）——与地球轨道交会的周期小于1年。
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[6] Giovanni Bignami and Andrea Sommariva，The Future of Human Space Exploration （London：Palgrave Macmillan，2016）.
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[7] Lonsdaleite，又因其晶体结构及特性被称作六方金刚石、六方碳。——译注
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[8] Kenneth Chang，“The Osiris-Rex Spacecraft Begins Chasing an Asteroid，” New York Times ，September 9，2016，A12.
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[9] “NASA’s OSIRIS-REx Asteroid Sample Return Mission，” NASAfacts，FS-206-4-411-GSFC，NASA，May 2016，https：//www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/osiris_rex_factsheet5-25.pdf.
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[10] Detlef Koschny，ESA，private communication，June 30，2018.
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[11] “隼鸟2号”已于2020年12月6日成功返回地球。——译注
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[12] Axel Hagermann，Hayabusa 2 team member，private communication，June 29，2018.
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