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太空移民不是梦

◇ 卞毓麟

太空移民不是梦

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一个文明种族,能不能移居到太空中的其他行星系统中去?

1929年,英国剑桥大学的青年讲师约翰·德斯蒙德·贝尔纳出版了一本名为《世界、生灵和魔王》的小册子。书中广泛预言了半个世纪之后才引起人们关注的有关人类未来的种种问题,如环境与生态、行星际探测等。他想到,地球接收到的太阳能尚不足太阳总辐射能量的十亿分之一,这实在是巨大的损失,倘若人类能够利用那些白白流失的太阳能,那人类就会得到空前的发展,将会摆脱地球的约束,生活在环绕太阳运行的人造星球上……

贝尔纳深邃的历史眼光博得了人们的高度尊崇。为了表示对他的敬意,美国研究的第一个空间移居地就命名为“贝尔纳星球”。

在未来的岁月里,地球作为人类的活动舞台必将会显得过于狭小,移居太空堪称是势在必行。最先为在太空兴建居住点考虑具体实施方案的人,是美国普林斯顿大学物理学教授杰拉尔德·基钦·奥尼尔。1969年,他为一些特别聪明而又富有进取精神的学生开了一个特殊的讲习班,要他们运用现代科学技术理论来解决种种世界性的问题。他提出的第一个问题是:一个行星的表面是否确系不断扩展的技术文明唯一的用武之地?鉴于地球上陆地面积有限,而到其他行星上去居住又不甚合适,学生们便设想发射一个空间容器,拟使其内部保持大气,并由旋转产生人造重力。他们的答案是:为了让较多的人在其中正常生活,这样一个容器直径应有几千米。整个构想就这样开始了。“贝尔纳星球”可居住5万人,在住人的中央圆球两旁,各有一个环形结构,里面是农业区,为空间居民提供食物。球外有一个由许多反射镜组成的环,可将阳光反射到居住区内。

后来,又有人提出许多新的空间移居计划。尽管移居点的外观和结构各有差异,但它们也有许多共同的特点,并需要解决一些带有共性的问题。其首要的问题便是:这样的空间居住点究竟应该建在何处?

为此,奥尼尔提出两个地点,它们位于月球环绕地球运行的轨道上,一个在月球前,另一个在月球后,每个点都可以与地球、月球组成一个等边三角形,其边长等于月地之间的距离,即384400千米。早在1772年,法国天文学家拉格朗日就己证明,位于这两个点上的小物体所受的地球引力和月球引力恰能使之处于稳定平衡状态。也就是说,如果小物体位置稍有偏离,那么地球与月球的引力联合起来又会把它拉回到这两个点上。于是,该小物体就会在平衡位置附近往返摆动。这种情况与一架天平的来回摆动很相像,所以称为“天平动”或“秤动”。太空中的这两个点则称为“秤动点”或“垃格朗日点”。

拉格朗日点一共有五个,但另外三个都不是稳定平衡点,那里的物体一旦偏离,就会越偏越远。奥尼尔认为,在前述两个稳定平衡的拉格朗日点附近建造空间居住点是有实际意义的,它们将成为地月系的永久性组成部分。

空间居住点可以做成圆柱体、球体或者像轮胎似的环形物体,它们可容纳1万至1000万人。由于自转,它能产生离心作用,从而使位于其内壁的人和物恰如经受着地球表面的重力一般。他们将保持在内表面上,而不至于像处于失重状态下的宇航员那样在空中飘浮。内表面上可以覆盖泥土以供农牧业使用,还能够建造工厂和大厦。人们可以在那里创造一个自己所熟悉的世界。

居住点的外壳由金属与玻璃制成。百叶窗可以控制由反射镜送入的太阳光,造成人工昼夜,并使居住点内部保持适宜的温度。那里的能源则是既无污染又易于驾驭的太阳能。

在大型居住点内,稠密的空气足以支托空中的云朵,并使内部的天空呈蔚蓝色。它的地面上则可以建造成百上千米高的山脉和山峰。

建造一个空间居住点需要数百万吨乃至数亿吨的材料。月球正好就是它的原料基地。利用月球上的物质可以提炼和生产铝、铁、钦、玻璃、混凝土……所有的冶炼和化学工业都可以在空间进行。居住点的内表面还可以铺设月球上的土壤。由于月球上的重力较小,所以从月球上运走东西要比从地球上容易得多。

由于月球上缺乏碳、氮、氢等至关重要的元素,所以在初期阶段,它们可由地球提供,并在空间居住点内循环地回收使用。人们还可以扩大这些挥发性元素的来源。例如,过路的彗星就是很合适的猎取对象。

当然,空间居住点也会面临一些危险,如与陨星相撞,但这比地球上发生地震或火山爆发的可能性要小得多。铝、玻璃和土壤可以屏蔽太阳的高能辐射,居住点厚厚的外壳则可以大量吸收宇宙线粒子,保证内部的安全。

由离心作用产生的人造重力,与地球上的引力不尽相同,当人从空间居住点的内表面上升时,离心作用就会迅速减少,长此以往,这对人体是否会有危害?迄今为止,上述问题尚未完全搞清,但从宇航员在太空中的经历来看,这似乎不会造成严重的障碍。

建造空间居住点的动机之一,或许可归结为石油等能源的枯竭。人们很难找到一种既安全又足以长期维持的能源,建造太阳能空间发电站则是解决这一问题的有效途径。在太空中由于不受大气层的影响,因而可以更充分地吸收太阳能。大量环绕地球的太阳能发电站可以在极其漫长的时间内满足人类对能量的需求。在建造它们的过程中,必然就会出现空间移居点,以供施工现场或月球采矿场的工人居住。

除了空间太阳能发电站以外,人们还会不断地将空间天文台、空间实验室和空间工厂送入轨道。空间天文台可以使天文学家摆脱其宿敌(地球大气的吸收、散射与闪烁)的羁绊;空间实验室可以利用地球上无法实现的种种环境条件,进行物理学、生物学乃至材料科学的实验;空间工厂可以充分利用真空和失重条件进行生产。例如,可以用一台巨大的质谱仪将原料彻底分离为组成它的各种化学元素,并达到极高的纯度;在制造部件时可以直接将原料汽化,然后充入模具沉积成型。整个生产过程可以由程序自动控制。天长日久,空间便可以得到越来越充分的利用,地球本身则将由于大量工业活动上了天而缓和其拥挤程度。这时,环境将会改善,绿化面积将会增加,地球的容貌将会重新变得匀称而美丽。

随着空间居住点的增多,人口问题可以大为缓和。有人预测,几个世纪后,空间的居民将比住在地球上的人还多。

从文化学的角度看,空间居住点的效果也将妙不可言。若干代人之后,每一个居住点都会形成自己固有的生活方式,在文学、艺术、音乐、社交、恋爱、婚姻、家庭、教育乃至烹饪、服饰各个方面,都可能有自己独特的风格,它们可能与人类目前的生活方式相去甚远,而科学技术的发展也会各有侧重和取舍。人类的文化将会变得异常丰富多彩。

从长远来看,空间移居者们还要寻找更新、更广阔的生存空间。人类将在火星上建立基地,并逐步完成火星的全球性改造。此后,空间居住者们将会继续前往小行星带,利用无数的小行星作为建筑材料基地。再往后,在太阳系中合适的地方迟早都会布满人类的太空城……

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