太空居民
最新书摘:
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Célès2021-12-26你在月球两极能干什么?要记住,要在月球上永久存在就需要有一个目的,来证明存在的代价具有合理性。你可以在这里进行各种科学和工程实验啊。开局不错。但碰巧的是,除了水以外,月球上大部分有价值的好东西,如氦-3和稀土元素,更多地存在于干旱、不太适合人类居住的赤道地区。
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Célès2021-12-26到火星的旅程需要6~9个月,如果你住在火星上需要紧急救援,等待救援的时间会很长。但月球到火星只有3天的旅程。我们甚至可以用不到一天的时间,更快地把物资送到那里,代价就是消耗更多燃料。毋庸置疑,要“实践”成为太空物种,月球比火星更安全。
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Célès2021-12-26有了氦-3核聚变,月球的利润将超过所有OPEC(石油输出国组织)成员国的产值。没有这项技术,我们只能依靠月球上的水和稀土来获取利润。
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Célès2021-12-26在地球上,我们可能受益于两种月球资源:氦和稀土矿物。氦-3是一种氦的同位素,在地球上很稀有,但在月球上相对丰富,是一种理想的核聚变燃料。如果我们能将氦-3核聚变商业化,我们将拥有丰富、清洁的“绿色”能源。它并不便宜,因为它毕竟来自月球。但它每千瓦能源的价格与化石燃料相当。稀土矿物由稀土元素组成,包括从元素周期表中那个区域开始的所有元素,如铈(Ce)、钆(Gd)、钇(Y)等。这些元素和矿物是现代小型电子装置的重要组成部分。镝(Dy)和铽(Tb)用于触摸屏显色,钆用于增强MRI图像。与它们的名字相反,它们在电子装置中很常见。问题在于,与金和铜这类在电子装置中不太常见的元素相比,从矿石中提取稀土元素更为困难。在月球上开采可能更容易、更安全。
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Célès2021-12-26美国人在月球漫步上打败了苏联人,没错。但是苏联人表现得非常出色。这里列举一些苏联创造的世界第一:第一个制造出洲际弹道导弹和运载火箭;第一个将卫星送入轨道;第一个把动物送入轨道;第一个发射了逃离地球引力的航天器(月球1号);第一个完成了与太空的数据通信;第一个将航天器送入日心轨道;第一个将人造物体发送到月球上(月球2号);第一个对月球背面进行了拍摄(月球3号);第一个向金星发射探测器(金星1号);第一个将人类送入轨道;第一个将人类送入轨道超过24小时;第一个将两个人一起送入轨道;第一个把女人送入轨道(1963);第一个在月球上软着陆(月球9号);第一个在太空完成轨道交会对接;第一个到达另一个行星——金星表面(金星3号);第一个实现宇航员在太空换班。而这一切都发生在阿波罗11号登月之前。美国人在太空竞赛期间的第一包括:第一次基于太空获得重大发现(范艾伦辐射带,1958);第一颗气象卫星;第一颗地球同步卫星;当然还有人类首次登月。登月确实轰动一时。但对NASA来说,登月之后他们又回到了追赶模式。苏联是第一个将机器人采集的样本从月球带回地球的国家(月球16号);第一个将机器人月球车送上月球;第一个在金星上软着陆(金星7号);第一个建立空间站(礼炮1号);第一个在火星上软着陆(火星3号)。进入20世纪80年代,苏联人首先建立了一个永久载人空间站——“和平号”,从1986年一直运行至2001年。苏联宇航员在太空中度过的时间以及在太空中连续停留时间均名列第一,美国宇航员的这些数据与之相去甚远。还有一个很少被提及的事实是,自从美国航天飞机项目于2011年终止以来,将宇航员送入ISS的唯一途径就是通过俄罗斯的“联盟号”载人飞船。
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Célès2021-12-26到21世纪20年代中期,运载火箭飞行将变得更便宜,从而进一步推动太空需求;第一家太空旅馆将于2025年开业,此后不久将拍摄第一部太空音乐视频和电影片段;太空飞机逐渐成熟,到2030年将有几家公司提供每周飞往太空旅馆的航班,或到地球另一端的1小时飞行;发射成本不断降低,在近地轨道的失重和真空环境中加工制造独特的商业产品可以盈利;到21世纪30年代,太空将是富人们的热门旅游目的地;到21世纪30年代,发射和降落时的噪声问题将会凸显出来,但除了将航天港限制在偏远地区,比如建立深海港口,没有别的解决方案;到2050年,将在地球和月球附近建立起几个大型的在轨飞船造船厂和配送中心;到2050年,将建成第一个具有人造重力并有人员常驻的大型在轨太空度假村;经过几十年的规划和制造,第一个轨道环将在22世纪初投入运转;大型在轨城市将在22世纪中叶建成,其中许多是退休社区。
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Célès2021-12-26还有很多火箭替代方案,都是可行的,但都需要大量的投资。一个限制因素可能是维护。桥梁会垮塌,摇摇欲坠的太空基础设施的的确确也是一种威胁。但是仅仅因为噪声这个原因,太空旅行很可能就无法通过火箭发射来完成。火箭可以变得更便宜,但它们不会变得更安静。为了建立可持续的太空经济,我们需要将数百万人、物资和建筑材料送入太空,每天需要发射数千次。有10万个航班将数百万名乘客送往世界各地……是每天。这个数据会惊掉人的下巴。乘火箭进出太空,这种交通方式制造出的噪音会让人傻掉,也会让地球傻掉。
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Célès2021-12-26以目前的技术,你可以从地球上的某个航天港开始你的月球之旅,乘坐一架无须火箭发射的太空飞机飞到一处天钩,然后被吊到或拖到在轨航天港。从在轨航天港——以10千米/秒的速度运行,就像ISS一样——你可以转乘一艘外观光洁圆滑的宇宙飞船飞向月球。这种宇宙飞船完全在太空中运行,永远不会在地球或月球上着陆,因此不需要大量燃料来克服它们的引力井。再通过月球附近的航天港,降落到月球表面。该系统的每个元素——太空飞机、天钩、航天港和宇宙飞船——都可以重复使用,就像飞机和机场一样,大大降低了进入太空的成本。那么,如果技术可行,我们为什么不这样做呢?就像太空中的其他东西一样,有一个令人讨厌的难题——第22条军规。为了使该系统具备成本效益,我们每年需要进行数以千计的人类太空旅行。目前还没有这样规模的需求。
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Célès2021-12-26保罗·布莱恩斯(Paul Brians)在他的短篇小说《测试娱乐室的那天》(The Day They Tested the Rec Room)中这样总结:女女式的性体验可能比男女或男男体验更令人满意。
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Célès2021-12-26在罗伯特·毕格罗等人的推动下,近地轨道上的旅游和娱乐活动有望成为地球以外首个盈利的人类活动。其他的人类太空活动都未曾盈利。通信卫星非常赚钱,但不需要人坐在里面。登月耗资数十亿美元,只是为了民族自豪感和军事方面的考虑。ISS造价数百亿美元,却只涉及少量科学研究。任何积极的投资回报都非常值得怀疑。但太空旅游在推动载人航天商业化方面具有独特的地位,因为它将使载人航天变得更便宜、更安全。这种商业化也可以与制造业的利益并行发展。随着进入太空的成本更低,建立在轨工厂,在无重力、真空的环境中生产独特的商业和工业产品将成为可能。这可能包括前面提到的在ISS上尝试生产的蛋白质晶体,以及薄膜和聚合物。目前它们的生产利润完全被向轨道运送材料的昂贵费用所抹杀。
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Célès2021-12-26近地轨道(Low-earth orbit,LEO)是大多数旅游活动最先开展的地方,位于地球上方100~1200英里(160~2000千米)。ISS、哈勃太空望远镜、遥感和间谍卫星都在近地轨道上。中地球轨道(Medium-earth orbit,MEO)是众多GPS卫星和通信卫星的家园,位于地球之上1200~22000英里(2000~36000千米)处。地球静止轨道(Geostationary Earth orbit,GEO)的高度是22000英里(36000千米),地球24小时不停转动,但位于该轨道上的卫星总是停留在赤道上方的同一点。这也是地球同步轨道(Geosynchronous Orbit)即24小时轨道的高度,该轨道可以在地球的任何方向,而不仅是在赤道上方。许多通信卫星都在地球同步轨道上,许多军事和气象卫星也在该轨道上。还有几个最佳地点,称作拉格朗日点(Lagrangian points)。在这些点上,两个天体(如地球和月球,或地球和太阳)之间的引力达到平衡,将任何物体放置在这些点上就像搭上了顺风车一样。许多天文观测卫星放在这些位置。物理学家杰拉德·奥尼尔设想在地球—月球拉格朗日点4和拉格朗日点5(分别简称为L4和L5)建造在轨城市,这两个点与月球轨道呈60度夹角,在月球前方60度或后方60度的位置上。置于该处的物体将永远停留在那里,不需要消耗燃料,就像月球绕着地球运转一样。那里距离地球240000英里(384400千米),基本上就是地球到月球的距离。
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Célès2021-12-26SpaceX采取了很多聪明的办法来削减“猎鹰”运载火箭的成本。例如,“猎鹰9号”的两级都使用相同类型的推进剂,具有相同的直径,并且使用同一种铝锂合金制造,这就节省了设计以及组装、翻新所用加工工具的费用。“猎鹰”火箭采用“梅林”(Merlin)火箭发动机提供动力,该发动机可以追溯到阿波罗时代,其可靠性经过了太空飞行的考验。今天的大多数火箭发动机使用喷头型喷注器板向燃烧室喷射燃料和氧化剂;而“梅林”发动机使用一种叫作针状喷注器的东西,这种针状喷注器既便宜又不容易造成燃烧不稳定,而燃烧不稳定正是火箭在发射时爆炸的主要原因。其他方面,SpaceX通过回收零部件以降低成本,说白了就是使用闲置在NASA和军事基地里的巨型燃料箱、旧的轨道车等东西。该公司自己制造或翻新大部分零部件,以绕过航天市场固有的哄抬价格的陷阱。这可能是因为SpaceX拥有新的“利器”。该公司在商界的大胆行为是有据可查的。有一次,该公司需要一款发动机阀门,而供应商却说这种阀门要花费数十万美元,而且要一年多的时间来研发。SpaceX的推进系统主管汤姆·穆勒(Tom Mueller)觉得这很离谱,于是就说要自己做,而供应商嘲笑他太天真。但穆勒团队还是自己制造出了这个部件,并进行了测试,价格只有预估成本的一小部分。实际上,在初次讨论几个月后,供应商就打电话回来,希望能达成协议。穆勒兴高采烈地向供应商解释说,他们已经造出了阀门,这让供应商非常震惊。这种情况经常发生,因此SpaceX学会了避开航天供应商。SpaceX需要一个空调系统让火箭整流罩内的卫星保持在合适的温度,另一个供应商为此要价300万美元。马斯克听说了这件事,就问,在一间同样大小的房间里这样的系统要花多少钱。答案是几千美元,而这就是SpaceX最终支付的价格。工程师们只做了一些微小的调整,就把它安装在了火箭的整流罩里。接下来就是战场上的英雄行为了。20...
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Célès2021-12-26所有人都一致认为,金属氢推进剂将打破任何其他化学火箭燃料的纪录。事实上,金属氢的能量非常之大,在燃烧时需要用水切割来降低温度。根据西尔韦拉的说法,金属氢的比冲为1700秒,即排气速度超过16千米/秒,是目前使用的最好推进剂的4倍。这将大大降低发射成本,不过这还取决于金属氢生产和存储的难易程度,这是两个最大的未知数。这种推进剂的威力大到采用单级火箭就足够了,从而又减轻了火箭自身的质量。
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Célès2021-12-26我们至少需要100年的时间才能拥有自我维系的太空定居点,一种即使地球毁灭也能繁荣发展的定居点。然而100年后,如果我们拥有了全体生活在太空的技术,那么我们很可能也会拥有减轻甚至逆转气候变化影响的技术,比如超级高效的太阳能电池板、核聚变和将二氧化碳变废为宝的地球工程。也就是说,如果我们有技术将火星或月球地球化,那么我们也应该有技术将地球再地球化回地球。如果我们能生活在那里——一个地球化的伊甸园或一个舒适的穹顶世界——那么我们也能以同样的方式生活在这里。在太空中有其他选择很好,但这并不是把人类从气候变化中拯救出来的必要条件。
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小轨2021-10-10那么,为什么我们还没有试验过人造重力呢?主要原因是,NASA将ISS视为微重力研究的太空实验室,而不是太空移民的踏脚石。有些事情对于微重力实验室来说很有吸引力。在微重力环境下,你可以完成一些有可能对人类健康很重要的任务,如更好地结晶某些蛋白质并研究其分子结构,这可能会产生新的药物,尽管ISs的研究至今还没有研发出实用药物。你也可以用独特的方式研究流体行为和材料科学;但同样,这些研究至今也没有产生任何商业价值。在组建IS的过程中,我们毫无疑问学会了如何在太空工作,这对于更加宏大的太空建设项目来说是至关重要的一课。不过仅此而已。就算你全力査找,也不会从微重力研究中找到更多的好处。NASA鼓吹的有益于地球人类的所有好处或许有用,但实际上都是与微重力本身无关的副产品技术:更好的水/空气过滤技术、便携式超声设备、小型化技术,以及现在用于手术的精密机械臂。NASA对于ISs的最初设想,在2001年其网站上的一篇文章里说得很清楚(NASA网站上已经没有这篇文章了,但幸运的是,这篇文章保存在了互联网存档回溯机上):我们目前并不寻求在太空中建设人造重力。NASA和其他机构更愿意在微重力或自由落体环境下工作。在此环境下可进行许多不同寻常的实验和流程。空间站是全球唯的大型、长期、无重科学实验室,可以开发神奇的新材料、新药物、新食品等。也许有一天人们可以在轨道上停留的时间更长,我们会考虑通过快速旋转空间站(或旋转其中一部分)来产生一些重力,帮助宇航员保持骨骼的强健,并解决长期失重带来的其他问题。但不是今天。不是2001年的“今天”,也不是20年后的今天。2005年,ISS的美国部分被指定为国家实验室,正是这种思想的反映。将该舱段指定为国家实验室的目的,包括推进STEM*教育,与利人机构合作进行微重力环境实验。近年来,出于送人上月球或火星的压力,NASA改变...
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小轨2021-10-10让我们来探讨重力问题。如前所述,我们从15S只学到了样东西:生活在微重力环境下很糕。理想的健康状态需要重力,而长期处于重力环境是非常危险的一一这个观念从未得到充分验证。20世纪中叶一些科幻小说作家推测,零重力将使07人生机勃勃:血液更容易流动,关节炎将成为过去,背痛会被治愈,衰老本身也会减慢。所以,带着祖母一起去旅行吧。我们从早期的太空计划中得到的提示是,这样一个美好的前景是不真实的。宇航员从仅仅几天的失重状态中返回时,就会感到虚弱。但是他们恢复了过来,所以很多人觉得,哦,也许没那么槽。之后我们又花了更多的时间在太空。俄罗斯人在“和平号”空间站上待了几个月,回来后似平出现了一些严重的、长期的健康问题。不过,俄罗斯人一直没有给出他们宇航员的健康数据,所以我们一直无法确切知道详情。这些被视作英雄的宇航员中,有许多人回来后很少公开露面。正是S任务让我们明白了这样的事实:长期处于零重力状对人体健康有多方面的危害。这是NASA的功劳。
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小轨2021-10-10在美国,将人类送上火星是违法的。原因是字航员作为ー名联邦工作人员,他所遭受的预期辐射远远超过了美国职业安全与健康管理局( Occupational Safety and Health AdministrationOSHA)规定的工作场所活动所允许的水平。在有些国家可以,因为他们没有这些讨厌的规定。但从法律上讲,在美国不行。NASA要么找到方法减少辐射暴露,要么改变规则允许更高的据射暴露。他们正在研究前一种解决方案,但实际上是在朝着后一个方向努力,否则他们可能永远不能让火星宇航员离开地球。 然而,辐射暴露只是危险之一。NASA人类研究计划路线图确定了34种已知健康风险和232个风险知识“缺口”。例如,4种已知健康风险与辐射有关,包括太阳耀斑造成的辐射中毒、脑损伤、心脏损伤,以及普通癌症。但有关知识缺口方面,则在太空辐射对遗传、生育能力和不孕症的影响方面存在疑问。因此,健康风险可能比我们意识到的多得多。以下是太空旅行的34种已知风险——这些风险大大超出了诸如火箭爆炸这一类的基本机械风险。 在这34种风险中,有3种是潜在的障碍因素:辐射、重力(或无重力),以及需要手术或复杂的医学治疗。这些风险有多么严重,人们更多的还是停留在理论层面上,并没有生物学上的事实验证。在此我要明确指出,正是在这个健康问题上,包括我自己在内的许多人与NASA之间形成了一种爱恨交加的关系。我们必须尊重NASA研究人类健康问题的诚意。任何其他组织都没有在这个课题上投人这么多的资金。NASA是该领域无可争议的领导者,全世界都要向NASA寻求指导。我们都喜欢NASA。如果没有NASA,我们现在仍然被完全限制在地球上。但NASA也不是绝对正确的。关于其健康研究的方向、效率以及实用性,意见分歧很大:NASA的首要重点似乎是微重力环境下字航员的健康和保护,但这种环境是可以避免而且...
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Célès2021-12-26一场战争可能会让我们登上月球或火星,而经济上的可持续性则让我们留在那里。
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Célès2021-12-26从历史上看,国家或个人为大型项目提供大量资金的原因有三个:崇拜神或王权,战争,或经济回报的期盼。注意,“我们骨子里就这样”并不在这三个原因之内。
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Célès2021-12-26实际上1962年11月,肯尼迪本人在白宫总统办公室对NASA局长詹姆斯·韦伯(James Webb)说:“我对太空没那么感兴趣。”而此时距其在莱斯大学发表呼吁1969年底实现人类登月的著名演说不过两个月。这句话说明了他和其他领导人当时对登月计划的真实看法,也暗示了为什么今天没有月球村。我们应当争夺的是地球上的核心地位,因为在肯尼迪看来,登月竞赛显然没有别的目的,就是为了“击败[苏联],并证明虽然起步晚于苏联数年,但上帝保佑我们超过了他们”。他对韦伯说:“我觉得这件事就是胡闹。”肯尼迪在总统办公室和内阁会议室录制了260小时的秘密录音,甚至连他的助手都不知道,这个胡闹论断正是这些秘密录音的一部分,而我们却以为肯尼迪对登月野心勃勃。这些秘密录音直到2009年才完全公开。苏联人的想法和肯尼迪一样。对于苏联领导人来讲,太空探索只有达到一个目标,才配得上它的巨大开销和重重危险。苏联的目的主要与军事有关:运载火箭可以将货物送入太空,也可以将核弹头运送到全球任何地方。太空竞赛是第二次世界大战后苏联和美国之间基于导弹的核军备竞赛的延伸。打个比方,太空竞赛就是要在更高的地方夺得优势。随着美国击败苏联,实现了人类登月,并且无意在月球上建立军事基地,苏联人也不再有任何理由去追逐月球——美国也没有。