“太空诺亚方舟”最多可住千万人.pdf

“太空诺亚方舟太空诺亚方舟”最多可住千万人最多可住千万人随着天宫一号、神八发射升空，人们对于太空生活的向往又添兴趣。其实，人 类移居外太空的梦想从未间断过。在茫茫太空中，有 一座座“高楼大厦”日夜不停地运行，数 万、数 十万、甚 至上百万地球人在里边工作生活。这 个庞然大物里工作生活所需要的物品一应俱全，环境幽雅，绿树茵茵，小桥流水，蛙鸣鸟叫简直是一个世外桃源。这就是未来的太空城。移民太空源于一道物理题上世纪70年代阿波罗号登月工程完成后，美国实验物理学家杰勒德 奥尼尔和学生设计了一道题，对 建造太空栖息地的可行性进行计算分析。他 们设计的这种大型太空城甚至可以用类似钢铁和玻璃这样的普通材料建成，还可以解决躲避宇宙射线辐射、和 太阳保持一个自然角度、能 量供给、无 害虫耕种和轨道位置控制等难题。奥尼尔的文章发表在1974 年的当代物理学杂志上。美国宇航局对这个想法非常感兴趣，资助奥尼尔领导的几个实验室进行深入研究，他们设想的太空城最多可居住1千万人。虽然这些设计方案尽量使太空城市能够“自给自足”，但 是仍需要从地球或月球定期进行物质补给，特 别是原材料和易挥发的液体。地球物质许多在太空也有修建太空城市最重要的因素是:安全、经济、能量和原材料。地球上发现的物质多数在太空中也可以找到，而 且太空也存在大量的能源。初 始投资可能较大，但 潜在的赢利空间却是无限的。据 太空专家估计，在 大型经济型太空城中，每平方米土地投资大约7.5 美元，而收入可能会是在地球上的3或4倍。而且太空城还可以脱离行星引力，让 运输这些建筑材料的成本变得相对便宜。躲开行星的阴影，太空城市1天24小时可以利用太阳能。除了太阳能之外太空城还可以利用核能。方案设计伞架式太空城可住百万人美国1977 年出版的宇宙移民岛一书，提出了三种宇宙岛设计方案，其中的“奥尼尔3号岛”是一种伞形结构的太空城。它像张开的伞，伞把是两个巨大的圆筒，这 个伞特别大，光 伞把就有 6500 米粗，长 3200 米。在 这个大圆筒里，可以居住100 多万人。两个伞把用传动带连到一起，每分钟以一转的速度旋转，从 而产生人造动力。伞 把的四周是玻璃窗，窗 外用挡板遮挡着，盖 板内镶着大玻璃，和 上盖板里边就是黑夜，打 开盖板，镜 子将外边的阳光折射到里边，里边就是白天了。圆筒里边是真正的城市。有山、树、花草、河流，有体育场、电影院、大酒店，还有机场、车站和码头。圆环太空城安装巨大镜子这样的太空城就象一个大轮胎，轮胎的直径为 1800 米，仅大圆环的直径就有130 米，里边可供 1万人长久居住。圆环以每分钟1转的速度自转，产生重力环境。为了使圆环里能享受到充足的阳光，在圆环的上方安装了一面巨大的镜子，将 太阳光折射到圆环中央的镜子上，然 后由它折射到圆环的百叶窗上，百叶张开，阳光进入，里面为白天；百叶闭合，里面为黑夜。在圆环的中轴上，靠近圆环的一端是太空港，设 计了许多对接装置，接 送来往人员，向 太空城里运输货物和向地球运输太空垃圾和产品的宇宙飞船在这里停靠。同时可以接待1/3好多艘飞船来访。另一端就是太空工厂和太阳能发电站了。中轴有 6根辐射管通道与居民区相连，人们可乘100 多米的电梯，通过辐射管道进入中轴，再沿着中轴去工厂上班。太空农庄产正宗绿色食品为实现太空移民和长期载人航天作准备，目前，美、日和西欧在 21世纪的太空计划中，将植物在密闭的太空舱内进行长期生长试验作为重点研究项目。为 此，设 计太空集体农庄的工作已经开始进行。科 学家的设想是把太空集体农庄建成球冠状。利 用其外面可以转动的反射镜调节室内温度，通 过人工努力，为植物营造一个像地球上一样的生长环境。太空农场种植的庄稼、水果，不用洒农药，因此，是地道的绿色食品。未来的太空农场将全部实现机械化，工人在室内按电钮就可以对农场进行管理了。困难多多想在太空生活得解决四大难题为了维持正常、健康并且适合人类居住的生活环境，太空栖息地还要解决诸多难题。维持氧气、二氧化碳等平衡太空居住地需要被一层薄气压墙包围起来，以维持正常的氧气、二氧化碳和氮气平衡。氧 气可以从月岩中获取，氮 气虽然要从地球上运输过去，但 是几乎可以100%循环利用。此外，在一些彗星和外空行星上也可能找到氨水，用氨水分离氮气就方便多了。另外，还必须准备食物生产所必须的有机原材料。这些有机原料都得从地球、小 行星或月球进口，然 后进行循环利用。一 种循环利用方法是在电弧下燃烧低温蒸馏物、植 物、废 物和污物，然 后再进行蒸馏分离。蒸 馏得到的二氧化碳和水可以直接用于农业生产，各 种硝酸盐可以溶解到水中并分解成纯的矿物质。目前，这些方法只有美国宇航局的实验室采用过。要防止太空特有的疾病长期的太空飞行会影响骨骼和肌肉，打乱钙代谢和正常的免疫系统，大多数人会出现连续不断鼻塞或流鼻涕，一 些人会患上不能治愈的运动病。鉴 于此，太 空居住地要设计成可以旋转的，以 模拟出地心引力。在 这种环境下，将人体快速进行旋转，会 引起一种“倾斜”，内 耳中的感应器可以感受到不同的旋转比率。离心分离机的研究表明，当旋转半径小于100 米，转速高于3转/分的情况下，人们会患运动疾病。在旋转半径大于500 米，转速低于1转/分的情况下，几 乎所有的人都能够舒适地生活。所 以，太 空城必须可以调整旋转的方向和角度，制造人体重力。太阳耀斑对一半人都致命太空辐射有两大问题。其一是宇宙射线，其二是太阳耀斑，超过 4西弗特的辐射量，远 超过人体安全下限，对 一半人是致命的。因 此，太 空 居所外层钢板一般要超过2米的厚度，其构造和空气可以屏蔽许多辐射。有的太空居住地设计了防辐射遮光栅，阳 光只能通过镜子间接射入太空居所。太 空城市是一个真空，就 像一个巨大的热水瓶，既 需要处理好来自太阳的热量，也 要处理居住地内部所产生的热量。此外，太空栖息地需要有足够的保护层，防止太空碎石、陨石以及尘埃等意外袭击。运输轨道定位仍在讨论最理想的太空居住地运输轨道仍在讨论当中，即如何以最低的成本，将2/3修建太空基地所需要的材料运往太空。多 数太空城市的轨道设计，是 打算利用电磁缆绳推进器或者质量驱动器，充 当火箭的发动机。关 于太空居住地上相关设施的姿态控制也是个难题，居住地上的一些设备要瞄准太阳。据北京日报、中新、综合3/3