人类的野心之殖民太空:小行星上富含矿藏和黄金

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科幻电视剧《苍穹浩瀚》(The Expanse)中的场景设定在30年后的未来:人类在月球和火星上建立了定居点,并开始 英语 在小行星带(Asteroid Belt)建立殖民地。大伙儿我日后殖民小行星带的原因分析有好多好多 ,但最主要的原因分析是采矿。地球上的贵金属往往埋在地下,而小行星下皮 一定会血块的贵金属,如黄金和钯。不过除了派发富有的矿藏,那此小行星也上能 作为科学研究的前哨。

小行星带存在火星和木星之间,同样围绕太阳运行,它们被认为是某颗行星的残骸。嘴笨 小行星带是小行星的主要来源,但小行星也上能 在整个太阳系中发现,它们有并也有基本类型,分别是岩石小行星、碳质小行星以及金属小星星。它们的体积各不相同,大的直径有几百米,小的必须房子大小。行星资源公司(Planetary Resources)和深空工业公司(Deep Space Industries)等可能性投资小行星采矿,它们可能性在2025年另另一个 开始 英语 开采。然而,在小行星上建造定居点要比采矿繁杂得多。

▲图2:国际空间站距离地球必须320公里远,小行星带离大伙儿有数百万公里远

主要的挑战之一将是辐射对定居点的影响。殖民者可能性承受太阳辐射、木星辐射带以及更多宇宙射线的影响。哈佛-史密森天体物理中心的马丁·埃尔维斯(Martin Elvis)解释道:“宇宙射线是高能粒子,主要由质子或高能核组成。它们直接穿过你的身体,对你做坏事。在地球上,大伙儿的大气层会吸收最危险的射线,而太空定居点就是需要 之类的屏障。厚厚的水层或冰层上能 提供保护,但它不能 有几米厚。”

与辐射之类,长期暴露在零重力或微重力环境下对人体一定会害。北卡罗莱纳州立大学的助理教授、天体物理学家凯蒂·麦克(Katie Mack)说:“国际空间站上的宇航员每天一定会用阻力机锻炼另一个 小时,但长期生活在失重具体情况下仍然会原因分析健康问题。”任何在小行星上长期生活都不能 并也有形式的人造重力来减轻你你这些影响,这可能性通过旋转整个价值形式来实现。

此外,太空殖民还不能 并也有形式的发电。大多数探测器和卫星都依靠太阳能阵列供电,但你你这些法律辦法 对小行星上的定居点来说可能性没没人 有效。科幻作家、前美国宇航员阿拉斯泰尔·雷诺德(Alastair Reynolds)说:“当你离太阳越远,‘平方反比定律’就会生效。可能性你离太阳的距离是当前的两倍,没人 你在特定区域派发到的能量就是另另一个 的1/4。当你越过火星的轨道进入木星和土星领域时,你不能 建立足够大的派发区以便利用太阳能,但我不认为这是个问题图片。”

建立人类定居点的理想小行星是碳质小行星,可能性它们通常带有10%的水。哈佛-史密森天体物理中心的马丁·埃尔维斯说:“水在太空中很常见,可能性它是宇宙中最常见元素组成的。水也上能 分解成氧和氢,我就呼吸氧气。这颗小行星的角度相当于不能 达到30米,不能提供足够的辐射保护。”

人类定居点上能 被埋在小行星的下皮 之下,这将提供辐射屏蔽。然而,在小行星上采矿和挖掘比看起来的要困难。雷诺德解释称:“大伙儿所认为的有些小行星一定会非常松散的碎石堆,没人 任何完正的内在价值形式,它们一定会巨石,更多的是由它们自身的重力聚集起来的巨大气泡或砾石。”

▲图3:小行星的主要缺点是它们没人 重力,这对人类的长期健康是有害的

你你这些物质一致性的缺陷也原因分析,任何试图旋转小行星的企图(人为地在小行星內部产生重力)都将使它受到额外的力量影响,并可能性原因分析它解体。日后,不能 并也有机制来提高小行星的耐久性。北卡罗莱纳州立大学的助理教授、天体物理学家凯蒂·麦克说:“你不能 在不破坏价值形式完正性的具体情况下清空它,日后将它旋转起来,同时确保旋转越多再对剩余的价值形式造成越多的压力。”

并也有建议是在小行星周围建立金属网或笼子来处置它解体。乍一看,这越多像看起来的那样令人望而却步,可能性小行星带带有血块的金属小行星,里面拥有建造金属网的必要材料。

小行星定居点面临的有些挑战与拟议中的月球基地之类。除了重力,唯一的不同就是距离。月球和国际空间站相对较近。月球与地球距离最近的点必须3630公里,而国际空间站正好存在地球大气层的內部。本人面,小行星带与地球的距离约为2.56亿公里。任何小行星定居点都不能 是个封闭的生态系统,以里不能自我维持,可能性来自地球的支持将是极其有限的。

哈佛-史密森天体物理中心的马丁·埃尔维斯表示:“往返可能性不能 十几只 月的时间,好多好多 可能性你遇到紧急具体情况,你不能 在小行星上处置。此外你不能 血块的人,你必须只带着‘星际迷航’中之类的群克隆器前往那里。即使向地球发送信息就是需要 另一个 小时。”

▲图4:在小行星上建立定居点要比在火星上建立定居点困难得多

在小行星上建造定居点在技术上看来是可行的,但同时也带来了重大的工程挑战。更有可能性的是,大伙利用自动系统和无人机在小行星上进行远程开采作业。支持你你这些方案的另一个 理由是,大伙儿上能 在火星上建立基地,用于协调小行星采矿系统。北卡罗莱纳州立大学的助理教授、天体物理学家凯蒂·麦克说:“就重力而言,火星和月球都更适宜居住,日后可利用现有的地下隧道进行辐射防护。”

目前可能性有6颗卫星上能 用于太空通信,太空环境也得到了仔细的研究。有些小行星围绕太阳以椭圆形轨道运行,它们的路径接近地球和火星。它们上能 被挖空,用作运输工具,同时保护宇航员免受辐射,并减少燃料的需求。埃尔维斯说:“大伙儿可能性知道,上能 很容易地在几年后使用预期的技术,将十十几只 或更多的小行星推入那此轨道。”

还他们提议在火卫一上建造太空港,火卫一另另一个 被认定是小行星。你你这些太空港上能 作为日后在火星上定居的跳板。嘴笨 行星是人类基地的首选位置,可能性它们有重力和大气保护,大伙儿也上能 很好地在小行星上建立殖民地。然而,它们并一定会有点硬舒适的居住场所,不过其好处将远远超过令人生畏的挑战。