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成为星际文明需要什么

在“百年星舰”研讨会上,探索星际飞船的蓝图以及可持续生命支持的挑战。

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来源:Algol/Shutterstock

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新电影《星际穿越》设定在不远的未来,但足够远,以至于他们已经建造出了2014年仍然难以实现的东西:一艘可以进行星际旅行的飞船。这样的星舰在科幻作品中已经存在了几十年,但从推进系统到人类繁殖,它们仍然是一个极其复杂的问题。

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尽管如此,这并没有阻止研究人员的尝试。上个月,一群火箭科学家、微生物学家和企业家聚集在休斯顿的乔治·R·布朗会议中心,以严肃认真的语气讨论——如何成为一个太空航行文明。

这次会议称为“百年星舰研讨会”,自2011年以来每年都会汇集各路精英,探讨如果我们想在一百年后拥有星际飞船,现在需要做些什么。该组织在定义挑战和寻找解决方案方面已取得进展,但仍有大量工作要做(比如,建造一艘星舰)。

引用《超时空接触》中的话来说,这“听起来不像科学,更像科幻小说。”尽管如此,在NASA和国防先进研究项目局(DARPA)的支持下,“百年星舰”的倡导者们仍在坚持不懈地努力。在他们最近的会议上,经过三天的讨论,涌现出了7个主要障碍。

1. 在我们能够制造“企业号”之前,我们可能需要先创建一个“企业”。

考虑到所有明显的科技挑战,这个首要障碍很容易被忽视——但这是一个关于人类动机的问题。什么能激励人们去做一项在我们死后才能完成的事情?就像维鲁卡·索尔特(Veruca Salt)一样,我们想要东西时,我们想要立刻得到。

但即使我们能激励自己,什么样的机制才能在几十年,甚至几代人的时间里提供持续的资金和监督?政府资金是靠不住的,它取决于选举周期和预算审查。慈善事业依赖于富人的意愿。众筹的长期可行性尚未得到证明。

如果我们能围绕长期太空旅行创造一个“生态圈”——一个能赚钱并生产衍生产品的生态圈,这样人们就能获得薪水和各种小工具——它就能自给自足。

太空旅行可能必须成为一项生意。而且不是一般的生意:是盈利的生意。维珍银河(Virgin Galactic)、深空工业(Deep Space Industries)和行星资源(Planetary Resources)等公司都以此为目标。

2. 我们必须快速行动。

在项目的定义中就包含了我们必须到达群星。但“旅行者号”花了38年才离开太阳系。没有人有时间这样做。

我们必须想办法在太空中快速、持久地移动。工程师们有一些想法:例如,聚变火箭离子驱动器氢燃料冲压发动机反物质湮灭系统

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3. 生存,并维持生存。

一艘星舰必须既可持续又能够维持生命。它将是一个封闭的生态系统,必须拥有或生产人类生存和繁衍所需的一切。氧气、食物和水是显而易见的。但我们也需要我们的微生物群,我们才刚刚开始研究在地球以外,我们的共生微生物会发生什么。

在途中出生的婴儿的微生物群仍然是一个完全未知的问题。如果他们在微重力环境下,那些婴儿的眼细胞会知道该往哪里迁移变成眼细胞吗?

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4. 送我去太空医院。

没有人喜欢去医院,但知道在感染MRSA或需要MRI时有医院可去,还是不错的。星际飞船将拥有有限的设备、有限的药物、有限的医生。

此外,获取新的地球医学技术将延迟或根本不可能。(如果飞船航行到距离地球一光年的地方,关于癌症治疗发现的消息需要一年才能传到船员那里。)它的居民反过来需要培训下一代护理人员。医学专业人士将这种情况与医疗基础设施落后的发展中国家的情况进行了比较。研究任何一方都可能使另一方受益。

5. 船员之间的互动。

在同一个房间里待一段时间后,你和即使最不惹人讨厌的人也会互相惹恼。你会说:“你为什么总是那样看着我?”而对方会说:“我没有那样看你。”等等。

现在想象一下,在星际任务中,这种情况会持续数年甚至数十年。除了日常的沟通问题,在危机中传播信息——而不引起恐慌或错误信息——可能会很困难。想象一下,在太空中小镇般的社交动态。

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因此,选择最有可能成功的船员组合至关重要。但首先我们必须找出这个组合是什么。世界各地的机构已经开始研究这个心理难题。火星HI-SEAS实验于10月15日开始了第三次任务,六名(幸运的?)人员将在夏威夷一个模拟的火星殖民地度过八个月。欧洲航天局在2007-2011年期间与俄罗斯生物医学问题研究所合作进行了“火星500”任务,其中三组不同的船员在一艘伪飞船上和伪火星表面一起经历了隔离。

6. 意外因素。

当你把打印机弄坏得无法修复时,你会去买一个新的。但当你弄坏了那个制造你所有太空装备零件的3D太空打印机时呢?你就麻烦了。

“百年星舰”团队正在支持他们所谓的“蒸汽朋克”方法:教导宇航员如何用低技术、巧妙的解决方案来解决高科技设备的问题。

7. 垫脚石。

一个人不可能一下子就进入魔多,一个人也不可能一下子就造出一艘星际飞船。巨大的飞跃是不存在的:它们只是许多小步骤的累加。要想成为星际文明,我们必须从定期、廉价地将人类送入太空开始。

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我们必须开始在地球以外进行制造和采矿。我们需要在月球上建立人类殖民地,可能也包括火星,以确保我们在前往“地球2.0”之前有足够的资源和实践经验。

目前,最好的希望寄托在私营企业手中。NASA的小行星捕获任务有望朝着这个方向迈出一步。但像行星资源和深空工业这样的私营公司,它们都已宣布与NASA合作,可能会更快、更便宜地使太空成为它们的物质领域。

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