如何在短短12年内将一颗小行星变成太空栖息地

顺其自然362

与研究中描述的类似的大型旋转空间站的混合图像。鸣谢:大卫·延斯，塞尔日·布鲁尼耶，模特道格·埃里森

据今日宇宙（安迪·托马威克）：将小行星变成旋转太空栖息地的基本想法已经存在一段时间了。尽管如此，就技术而言，它似乎总是相对遥远，所以这个概念多年来没有受到太多关注。但是，如果你已经退休，并且对研究太空栖息地有潜在的兴趣，制定一个详细的计划将小行星变成小行星似乎是很浪费时间的。

这正是罗克韦尔柯林斯公司的退休技术人员大卫·w·詹森最近所做的。他在arXiv预印本服务器上发布了一篇65页的论文，详细介绍了一个易于理解、相对便宜且可行的计划，即将一颗小行星变成太空栖息地。

深入研究报告的细节远远超出了本文的范围，但是我们可以抓住要点。詹森博士将讨论分为三个主要类别——小行星选择、栖息地类型选择和到达那里的任务策略(即使用什么机器人)。让我们依次解决它们。

小行星选择的重点是哪颗小行星最适合改造成旋转空间栖息地。这一部分的考虑因素包括小行星由什么组成，它与地球的接近程度(以及“delta-V”，即到达地球需要多少能量)，以及它的总体大小。

经过一个相对深入的选择过程后，詹森博士特别选定了一个很好的候选人——阿蒂拉。这颗S型小行星有一整类小行星以它命名。Atira的直径约为4.8公里，甚至有自己的卫星——一颗直径1公里的小行星，紧密围绕它运行。它不是最近的潜在小行星，它最近的距离大约是月球距离的80倍。尽管如此，它的轨道在我们太阳系的“适居带”是稳定的，这将有助于稳定它最终变成的栖息地的内部温度。

那么它应该变成什么样的栖息地呢？詹森博士观察了四种常见类型——“哑铃形”、球形、圆柱形和环形。最重要的考虑因素之一是重力——或“人造重力”——由向心力引起。延森博士提到了长期生活在低重力环境中的有害影响，这需要使用一些人工替代品。

但是要得到向心力，工位就得旋转。Atira已经有轻微的旋转，但创建太空栖息地的一部分将包括让小行星本身旋转到合理的旋转速度，这可以准确地模拟人在地球上的重力。

詹森博士还通过许多其他因素来选择特定类型的空间站，包括它对制成它的材料产生的力(他建议使用无水玻璃作为潜在的结构元件)，外壳上需要多少材料来防止辐射和微陨石，以及内部将包含多少居住面积。

出于最后一个考虑，他建议在结构上增加多层，大大增加整个栖息地的整体居住空间。

他最终选定了一个圆环作为理想的栖息地类型，然后开始计算整个空间站的质量，如何用巨大的柱子支撑内壁，以及如何分配地面空间。所有这些都很重要，但是我们究竟如何建造这样一个庞大的庞然大物呢？

詹森博士给出了自我复制机器人的答案。该报告的第三部分详细介绍了一项利用蜘蛛机器人和能够自我复制的基站的计划。他强调了只从地球上发送最先进的技术组件并使用小行星本身的材料来建造其他一切东西的重要性，从岩石研磨机到太阳能电池板。从理论上讲，这似乎是连贯的，有道理的，但是当你看这些声明的时候，这似乎是不可思议的。

首先，让我们看看总重量——詹森博士建议，你可以发送一个“种子”胶囊，其中包含四个蜘蛛机器人、基站和足够先进的电子设备，以仅约8.6公吨的重量建造3000多个蜘蛛机器人——这甚至远低于现代猎鹰重型的能力。一旦它到达小行星，它将不需要来自地球的任何进一步的输入——至少在理论上。

然后，让我们来看一些更令人印象深刻的数字——成本和时间。按照公认的“粗略”计算，詹森博士估计该项目只需41亿美元。这远远低于美国宇航局计划在阿波罗计划上花费的930亿美元。结果将是一个太空栖息地，提供10亿平方米以前不存在的土地。在太空中建造土地的总成本是每平方米4.10美元。

可能更令人印象深刻的是时间表——詹森博士估计，整个建设项目可能在短短12年内完成。然而，让栖息地充满空气和水并开始调节其温度仍然需要更长的时间。然而，对于这样一个雄心勃勃的项目来说，这是一个相对较短的时间表。

这些成本和时间表也在已经对太空探索表现出兴趣的亿万富翁的个人财富水平之内——看看你、杰夫和埃隆。如果詹森博士的想法是部分可行的，而且从表面上看，他们肯定是可行的，随着更多的技术发展，也许下一次大型亿万富翁太空竞赛将是看谁能建造世界上第一个人造重力太空栖息地。那将会是一幅非常壮观的景象。