怎样才能在小行星上建立人类的“殖民地”?

作者: Peter Ray Allison

来源: 中科院物理所(ID:cas-iop)

发布日期: 2018-07-19

本文探讨了在小行星上建立人类殖民地的可能性及其面临的挑战,包括高辐射、微重力环境、距离远等问题,并提出了可能的解决方案和技术挑战。

科幻小说《The Expanse》描述了一幅关于人类200年后的景象:人们已经在月球和火星建立了“殖民地”,并把拓荒之手伸向了小行星带。我们想要开发小行星带的原因有很多,但是目前看来主要的目的是采矿。与地球不同的是,地球上的贵金属往往埋在地下,而在小行星表面则有大量的金属,如黄金和钯。当然,它们也可以被用作为科学研究的前哨基地。

小行星带位于火星和木星之间,它们也绕太阳运行,科学家们普遍认为它们是行星的遗骸。虽然小行星带是小行星的主要来源,但小行星其实是遍布整个太阳系的。它们主要有三种类:石质类,碳质类和金属类,大小从几百米到小房子的大小不等。

像行星资源公司和深空工业这样的公司已经在投资小行星采矿,预计可以在2025年开采。然而,在小行星上建造居住点要比仅仅开采矿物资源要复杂得多。国际空间站距离地球不到200英里;而小行星带在数百万英里之外。其中,小行星带附近的高辐射剂量将是主要难点之一,这些辐射主要来源于太阳辐射、木星的辐射,以及更多的宇宙射线。

与辐射一样,长期暴露在零重力或微重力环境下对人体也有害。任何长期的小行星定居都需要某种形式的人工重力来减轻这种影响——或许可以通过旋转整个定居点来实现。理想的小行星类型应该是碳质类,因为它们通常含有10%的水。水在太空中很常见,因为它由宇宙中最常见的元素组成。水也可以分解成氧和氢,为你提供氧气。

小行星居住地面临的许多挑战与拟议中的月球基地相似。除了重力以外,唯一的主要区别就是距离。月球和国际空间站相对较近。月球离它最近的点只有225623英里(361000公里),而国际空间站就在地球的大气层里。另一方面,小行星带距离地球约1.6亿英里(2.56亿公里)。

在小行星上建造定居点在技术上看来是可行的,但同时也存在着重大的工程挑战。相反,更有可能的是利用自动系统和无人机远程开采小行星上的资源。可能实现这一方案的一个方法是在火星上建立一个基地,该基地可用于协调小行星采矿工作。

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