人類要移居外星，最合適的地方可能是這兒

人類要移居外星，最合適的地方可能是這兒

環球科學

2016-12-07閱讀原文

土星最大的衛星——土衛六，可能是除了地球以外適宜人類居住的唯一星體。

撰文 Charles Wohlforth, Amanda R. Hendrix

翻譯 劉卓

審校 丁家琦

美國航空航天局（NASA）「卡西尼」號（Cassini）探測器拍攝的土衛六的複合紅外圖像。圖片來源：NASA, JPL, University of Arizona and University of Idaho

讓人類移居到圍繞土星公轉的衛星——土衛六（英文名Titan，「泰坦」）上去，這一想法聽起來可能有點瘋狂。土衛六表面溫度為–300華氏度左右（約合–184攝氏度），天空中下的雨是液態甲烷和乙烷，這些雨水隨後匯入碳氫化合物海洋。這樣的地方也能住人嗎？儘管如此，土衛六恐怕是太陽系中唯一可以讓人類永久定居並自給自足的場所了。

科學家以一個嶄新的視角重新審視了我們周邊的天體——生態學。他們綜合考慮了人類定居需要的環境，然後在地球附近尋找符合這些條件的天體。

在本文中，我們以科學、技術、政治和文化為基礎，設想了移居外星的情景，為想思考人類遙遠未來的人提供了一個很好的思維實驗。

我們首先假設未來人類生存的驅動和需求與現在人類相同。實際來看，我們居住的星球必須有充足的能源、宜居的溫度，並能保護我們遠離太空的嚴酷環境。其中，太空嚴酷環境包括宇宙輻射，最新研究顯示它會給生命帶來不可避免的危險。

到目前為止，很多研究者將月球或火星看作人類可能定居的下一個天體。這是由於它們有以下兩個優點：一方面它們距離地球很近，另一方面它們的環境又不會過於嚴酷以至於完全抹殺在上面居住的可能性。其中，第二個優點是內太陽系的其它天體所不具備的，例如：水星和金星，它們雖然離地球較近，但目前人類卻仍無法在上面居住。譯者註：內太陽系由類地行星（水星、金星、地球和火星）和小行星帶構成[1]。

水星是距離太陽最近的行星，極端溫度和其它物理條件使其幾乎不可能適宜人類生存。金星擁有濃厚的但對人類有害的大氣層（96%以上都是CO2[2]），失控的溫室效應使其成為一個超級大火爐。或許，我們可以居住在金星大氣層上空漂浮的氣球中，然而這並不是一個長久之策。

儘管月球和火星看似是除地球以外相對適宜人類居住的星球，但它們也存在非常棘手的問題。這兩個星球都沒有磁場和大氣層的保護，這就為遙遠的超新星爆炸產生的高能粒子——銀河宇宙射線（GCR）提供了可乘之機。這些射線會高速轟擊月球和火星表面，因此人類無法長期定居。

譯者註：超新星指大質量恆星在演化末期發生大規模爆炸的天文事件。在短期內，該爆炸可以照亮所在的整個星系，彷彿多出一顆亮星，因此稱為超新星。該事件一般持續幾周或幾個月後逐漸衰減變為不可見[3]。

那銀河宇宙射線（GCR）究竟有哪些危害呢？其中一點廣為人知——GCR的高能輻射可能會致癌，儘管目前仍缺乏定量研究。此外，過去兩年的一項研究[4]還表明CGR攜帶的粒子（例如接近光速運行的鐵原子核）可能會損壞腦組織。

該研究由Vipan K. Parihar和他的同事發表在去年的《科學進展》（Science Advances）上。他們將小白鼠暴露在與太空輻射量相當的環境中，發現GCR對小白鼠的腦部造成了傷害，並降低了小白鼠的認知能力。這項研究表明，我們距離將宇航員送上火星參觀都還遠了點，更別提定居在火星上了。

而在地球上，大氣層中的水汽使得我們免受GCR的傷害。在不受保護的太空里，至少需要兩米深的水才能阻止一半的GCR。因此為了遠離輻射確保安全，移民到月球或火星將不得不選擇地下定居。

藝術家描繪的月球城市。圖片來源：factor-tech.com

然而，在地下建造房屋非常困難，並且房屋也不易擴建。定居者為了滿足對食物、工業和日常生活的需求，必須大量挖掘土地以開拓空間。這時有人就會想，何必那麼大費周折呢？我們直接居住在地球下面好了。

除了火星，下一個可能適宜人類居住的星球會在木星或土星的衛星中產生。雖然這樣的衛星一共有幾十個之多，但土衛六是當仁不讓的獲勝者，這是因為它是最像地球的天體。

土衛六是太陽系中除了地球之外，唯一已知表面擁有液體的天體，這些由甲烷和乙烷構成的湖泊與地球表面的水體有驚人的相似之處。土衛六上也會下雨（只不過雨水是液態甲烷），這些雨水填充了沼澤低洼，便形成了湖泊。此外，固態碳氫化合物構成的「沙丘」也與地球的沙丘十分相似。

土衛六還擁有比地球厚50%的濃密大氣層，其主要成分是氮，可以保護人類免受輻射傷害。此外，土星的磁場層也為人類提供了一定的保護。土衛六表面分布著大量的固態、液態碳氫化合物，可以為人類提供能量。儘管目前土衛六的大氣層缺少氧氣，但人類可以利用土衛六地下的冰塊製造氧氣，並且燃燒供能。

藝術家描繪的土衛六海洋表面。圖片來源：PA

儘管土衛六非常寒冷，溫度僅為–180°C左右，但是幸虧有濃厚的大氣層保護，居民並不需要增壓服來全副武裝——只需要足夠保暖的衣服和呼吸面具。此外，居民可以利用土衛六表面豐富的碳氫化合物資源生產塑料，進而搭建房屋。其中，穹頂房屋可以充滿溫暖的氧氣和氮氣（模擬地球上的空氣）。這些易於施工的特點使得房屋可以擁有很大的室內空間。

土衛六居民並不需要天天待在室內，他們也可以擁有非常獨特的娛樂方式——上天。對於他們而言，上天不再是夢想。與月球相似的微弱引力和濃厚的大氣層，使得他們在後背插上翅膀便可輕鬆翱翔。如果翅膀不小心掉下來了，也不用擔心，著陸不會太疼，因為這是由於土衛六上的終端速度（重力與空氣阻力平衡時的速度）只有地球的十分之一。

那麼，我們怎樣才能到達土衛六呢？目前來看，我們還沒有辦法到達，目前我們甚至還不太可能安全抵達火星。這是由於我們飛行器的推進力還不夠強大以減少人類在太空中的時間，大劑量的宇宙銀河射線很有可能在我們前往火星的途中將我們毀滅。因此，不論是去火星還是去土衛六，我們都需要更大的推力。要去土衛六，我們還需要遠比現在更大的推力，這是因為以目前的水平，我們需要7年之久才能抵達土衛六。

離開地球移居到其它星球是沒有捷徑的，我們必須解決目前遇到的各種困難。但不管怎樣，如果我們繼續加大對太空探索純科學的研究，並竭力發展可以保護人類在太空免受傷害的技術，那麼土衛六終將成為人類的下一個家園。

摘自：《地球之外，人類的下一個家園》（Beyond Earth: Our Path to a New Home in the Planets），作者Charles Wohlforth 和Amanda Hendrix。

作者簡介：

Charles Wohlforth寫過十多本書，他為《阿拉斯加遞信報》 （Alaska Dispatch News）撰寫專欄，主持阿拉斯加公共無線電台的每周訪談節目, 並且獲得《洛杉磯時報》（Los Angeles Times）科學技術圖書大獎等獎項。

Amanda R. Hendrix是一位在已經在NASA噴氣推進實驗室工作12年的行星科學家。 她是伽利略和月球勘測任務的科學研究員，同時也是NASA研究和哈勃望遠鏡觀測項目的主要研究者，發表了很多科技論文。此外，她也是「卡西尼」號土星探測計劃的研究員，主要關注土星衛星的研究。

參考文獻：

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_System#Inner_Solar_System

[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Venus

[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Supernova

[4] Parihar, V. K., Allen, B., Tran, K. K. et al. What happens to your brain on the way to Mars. Sci. Adv. 1, e1400256 (2015).

https://blogs.scientificamerican.com/guest-blog/lets-colonize-titan/

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