宇宙殖民有多難?

文 / 一流人      2017-06-26

宇宙殖民有多難?


然而,奧古斯丁報告在慣例清單之後,還是提到了一個更龐大的終極目標。它以一種更偉大的信念來提及這項目標,因此有了更大的可信度:「委員會裡有很強的共識:人類探索太空時,也應該將我們的文明推向終極目標,那就是定出人類從地球擴張至太陽系的路徑。想要知道人類如何、何時才能學會在其他行星生活,目前還言之過早,但我們應該以它作為長期發展方針。」

想在地球之外成功設置殖民地,第一個關鍵是尋找可以居住的目的地。數十年來成果豐碩的無人機行星探索,提供了我們篩選目的地所需的大部分資料。除了求知欲以外別無目標的眾多科學家,他們的好奇心集結起來使知識得以累積增長。但是,如果我們決定把人類送出地球生活,那種純粹的科學將會變得極度重要;事實上,這類科學對於在外太空生存來講,是基本而必要的先備知識。

前往月球、火星和小行星的載人太空探索已經夠難了。計畫者像策畫露營旅遊那樣設計那些任務,籌備著塞得滿滿的工具和補給品包裹,以便在一段孤立的時間內生存之用。而且,這些物資一旦離開地球軌道,就無法更新與補充。事實上,這種飛行任務(sortie),在設計時是有考量回程需求的。殖民者會朝太空前進,沿途建立可以自行打造開墾工具的社區。

為了讓人類擁有一個新的家園,殖民者得要切斷與母星─地球─之間的臍帶。他們會需要一個新的、獨立的生態系統,那裡得像地球一樣,提供居住地、能源和資源,而且適合生命存續。對一個有潛力的外太空殖民地來說,如何滿足這一些綜合特質,是一個非常有挑戰性的難題。

當我們選了地球之外的選擇

而說到居住地,新行星的環境必須要在科技干涉盡可能降到最低的情況下讓人生存,這是一個很基本的問題。只要離開地球,不管住在哪裡,人們都會需要密封的庇護所,某些環境會比其他環境來得安全且容易經營。

可生存程度的一個極端是外太空。不設防的太空完全不適合人類生存,既需要能夠適應極端溫度的加壓生活區,也需要嚴密阻擋放射線並配有人工重力。沒有大氣層的行星雖然可以提供重力和紮實的地表來蓋建築物,但放射線的危害仍在,而如果庇護屏障因為意外或微型隕石撞擊而出現裂痕,也還是有可能突然失去可供呼吸的空氣。如果行星有大氣層而且夠厚的話,就可以提供抵擋放射線和天外隕石的保護層,但溫度與大氣毒性的挑戰則依然存在。

相對地,地球的熱帶和溫帶是人類現階段所能擁有的天堂,就算沒有當代科技也能住在裡頭。至少,如果沒有氣候變遷、核戰、污染、居住地毀滅或大規模滅絕而使地球成為死寂行星的話,人們就可以在地球的熱帶和溫帶活下來。極端溫度、放射能污染、有毒空氣和無法產出食物的衰竭生物圈,這一切加起來所導致的那種,地球的黑暗未來,其中的挑戰就類似我們在太空殖民地將會遭遇的難關。

接下來是能量問題。在這個世界上,能量是我們維繫生命、產生力量的基本要素。在地球上,我們基本上是從植物的光合作用來接收能源:植物和藻類從太陽捕捉光子,並以化學方式儲存能量─例如以食物和生質燃料─並在過去的歲月中,生產了我們今日燃燒的石化燃料。

單憑植物行光合作用無法產生推動太空殖民地所需的能量,因為這樣太缺乏效率,所需的土地和日光都太多。關於這一點,本書會在後面的章節繼續提及。

但是,就算太空殖民者並不依靠一般光合作用生產能量,他們的成功還是會如同我們一樣,要仰賴從當地現產材料收成的豐富能量。從地球帶去的核能燃料或太陽能板,只能作為殖民的階段性跳板。想在外太空建立自給自足的社區,終究還是需要在當地打造推動這項工作的裝備,來替換前述的跳板能量來源。新行星上的一小群人口沒辦法馬上複製地球成熟製造業所生產的產品;只有簡單的科技最有希望:風、潮汐、地熱,或者釋放能量的化學反應(在地球上,燃燒燃料也是一種化學反應)。

資源是生命延續的基本要素。殖民者會需要水和養分供應植物、人類和動物生存所需,也需要用來打造庇護所和工具裡的建材,以及可供呼吸的氣體。初期補給可以從地球帶來,但永續的殖民地最終還是得自給自足。殖民者可以離開駐點,去尋找某些只需少量的元素─舉例來說,電子零件或營養品所需的金屬,例如鐵、銅和鋅,都可以從金屬地質的小行星採收。有了充足的能源,殖民者可以用化學方法將某些當地資源轉為所需物質,製造水、氧氣和塑膠。但如果沒有可供處理的適當原料,人類在殖民地就活不下去。

若回顧我們對太陽系「內行星」(inner planets,包括水星、金星、火星)的了解,那麼在一份針對人類宜居程度的綜合調查中,我們其實不該指望能幫太多空格打上勾勾,這不是因為我們對這些行星缺少觀察的緣故。

本文節錄自:《地球之後:我們把地球破壞殆盡後,讓另一個星球為此付出代價?》一書,查爾斯‧渥佛斯(Charles Wohlforth)、亞曼達‧R‧亨德里克斯(Amanda R. Hendrix)著,唐澄暐譯,光現出版。

圖片來源:unsplash NASA

 

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