移民火星，這些不得不關注的黑科技

阿盟說

想要移民火星的小夥伴，來和阿盟一起做準備！

翻譯：游蘭芝

來源：Space.com

責編：魏玲海

審校：鄭永春

圖片來源：NASA

佛羅里達中央大學的行星科學家 Philip Metzger，也是肯尼迪航天中心沼澤工程實驗室的聯合創始人，在最近一次座談會上說：「成功移民火星，需要依賴3項關鍵技術，或稱為『致勝秘籍』。這些技術，將讓未來火星移民基地的補給成為可能。」

他說：「除非我們成功搭建起包含這3項關鍵技術的供應鏈，這樣—些可盈利的投資將成為通向火星的經濟基礎，否則，我不認為移民火星真的可行。」

「就像電子郵件、Facebook，它們是互聯網經濟變得可行的『致勝秘籍』。所以，將『致勝秘籍』獨特地應用到太空，將使太空工業經濟變得可能。」 Metzger告訴太空網站Space.com。

而他認為針對太空的3項「致勝秘籍」是：

能為航天器提供能源的小行星採礦技術、

為了處理地球上以指數增長的網路數據，而在太空中建造巨大天線的技術、

向地球輸送清潔能源的技術。

以上是Metzger在「新太空時代大會「中所做演講中的觀點，這次大會主題為「可持續擴張：到達火星及更遠區域」，主要討論了火星移民的經濟問題。於2017年3月11日在麻省理工學院（MIT）斯隆管理學院舉行。

如今，有很多人在猜測「誰將是登陸火星第一人？」，多方在開展火星計劃，如NASA計劃在21世紀30年代左右送宇航員到火星附近，再如SpaceX公司正在起草他們自己的火星移民計劃。

但在大會上，NASA工作人員和部分專家強調，最好不要把這些努力看成是一場競賽；因為想要火星移民取得長久的成功，緩慢而穩健的步伐才是最好的。這樣才能讓政府和私人企業建立起必要的供應鏈。

Metzger對這3項供應鏈技術的可行性非常自信，因為他大概花了10年左右的時間，來記錄其他人提出的任何關於在太空中如何賺錢的主意。

「我聽過的最瘋狂的想法，是在月亮上建設退休後的養老家園，這樣的話，當人們摔倒的時候，他們不會摔到他們的屁屁，因為他們正處於月球的低重力環境。」他向參會者們解釋，「我並不認為這種情況能夠實現。」

致勝秘籍之一：為推進劑而生的小行星採礦技術

Metzger告訴大家，關於小行星採礦，已經出現了一個商業案例。這一案例中，航天器距離地球表面35400千米，圍繞發射後用電推進技術進入地球靜止軌道的傳統衛星旋轉，用6-12月可以去往任何地方。但是，這家衛星公司花了很多間接費用，卻沒有獲得任何收益。

小行星採礦為縮短工程時間，提供了一個解決方案。那小行星採礦將如何運作呢？

一艘飛船會挖掘小行星上的岩石，並從中提取岩石中與粘土以化學方式結合的水分子。接著，飛船將獲得的水送到繞軌道飛行的倉庫中，在那裡，水被分解成氫和氧，而氫氣和氧氣可以作為火箭燃料。一艘星際交通船將收集這些燃料，並與最近發射的衛星會合，然後將這些燃料注入這顆衛星，使這顆衛星有足夠動力進入最終軌道。

Metzger說：「如果上述過程可以在一周內完成，這家衛星公司將節省數億美元。」

他也表示，他算過大致費用，用於製造小行星採礦的飛船、燃料倉庫、星際交通船，以及三者運行的費用，在一定參數條件下，都表明這是盈利的。

Luxembourg也研究了一個類似項目。SES是世界上最大的衛星控制中心之一，去年6月份宣布，將用2.23億美元用於小行星採礦計劃。

Credit: NASA/Pat Rawlings

致勝秘籍之二：太空天線的3D列印技術

人類對互聯網數據的需求量，平均每10.5個月會翻番。在10年內，我們需要克服互聯網最大容量的限制，由於企業建設光纖光纜的速度，完全跟不上需求量增加的速度。如SpaceX和OneWeb這些太空公司，他們計劃發射數千顆小型的互聯網衛星，進入約1200km高的近地球軌道，來保持數據傳輸。

近地軌道上，小衛星的旋轉速度將比地球的旋轉速度快，所以它不會在同一個地點逗留太長的時間。這意味著，近地衛星不得不將數據傳遞給在它身後的其他衛星，數千顆小衛星將形成一張網路。不過，由於小衛星的容量有限，為了應對數據傳輸量的增加，這個衛星艦隊將在同一時間被取代。

Metzger告訴大家，這個解決方案將帶來今後數十年的互聯網使用，當然，這並非最終的解決方案。

Metzger設想，從小行星中得到的金屬礦，可以作為在太空中3D列印大型互聯網天線的原料。在太空中進行3D列印的技術早已實現。憑藉NASA資助的2000萬美元，美國加州的太空製造公司MadeIn Space，正與NorthropGrumman和海洋太空系統合作，致力於Archinaut計劃。該計劃的目標是在太空建造一個3D印表機，用於在太空中裝配大型且複雜的建築物。

聯合發射聯盟ULA制定了太空經濟路線圖，同樣認為3D列印系統是可行的，並認為小行星採礦和天基製造業將在未來5年內上線。公司代表指出，到2045年，ULA預計將有1000人工作並生活在太空中，產生2.7萬億美元收益。

3D列印天線將在離地球22000英里的地球靜止軌道繞地球旋轉，與地球的旋轉速度保持一致。因此，每一顆互聯網衛星都將「固定」在地球上的1個或者多個地區。如果要求某個特定城市，如芝加哥的數據容量增加，那麼，衛星能夠通過調整帶寬，提供更多的容量，Metzger告訴大家。

理想狀態下，上面提到的天線作為多層系統的組成部分。在這一系統中，光纖和近地衛星為高優先順序，而那些並非必要的需求可以通過地球同步衛星來實現。

我計算過，如果我們在地球同步軌道上建立一個系統，可以提供的數據傳輸速率為如今的400億倍，直到本個世紀末，都能滿足地球的需求。

圖片來源：pixabay

很多企業將在其中盈利，互聯網是一個萬億美元級的行業，而且，每10.5個月還將翻番。

即便未來30年，你只是抓住了這些行業的一小部分，你仍可以從ULA的2.7萬億美元的市場目標中分得一小杯羹。

致勝秘籍之三：向地球輸送清潔能源的技術

然而，解決地球的數據需求，並不能解決我們面臨的所有計算機問題。半導體行業協會和半導體研究公司在2016年的報道中提到，2040年，計算機將用盡地球上所有可以利用的能源。人類需要在地球以外的地區，找到可持續性的能源供應。

2012年，John Mankins獲得了NASA創新先進理念項目的資助，將他的設想」在太空中擺放一系列可移動的薄鏡將太陽能反射入地球」付諸研究。

NASA噴氣推進實驗室前僱員、現為加州聖馬麗亞Artemis創新管理解決方案公司首席執行官的Mankins提出，將地球生產的一系列鏡子發射入太空。不過，由於花費的資金較大，這一計劃難以吸引投資者。Metzger補充，如果在太空中生產這些鏡子，那將是最經濟的方式。

圖片來源：pixabay

如果我們開始第一項致勝秘籍，小行星採礦以獲得推進劑，它將帶領我們開始第二項致勝秘籍，即在太空中製造超大型天線。於是，我們無需向太空中發射任何東西，就能建造出太空太陽能系統。

這樣的話，太空經濟引擎就可以獨自發動。太空中的人們也可以變得多樣化。越來越多的基礎設施和越來越多的行業都將進入太空，我們不再需要發射這麼多補給物資到太空中去，Metzger說。

「最後，你會得到一個完整的供應鏈。」

太空中的行業越多，製造飛船，移民火星就會變得越容易。

「我對這個想法持十分樂觀的態度。」Metzger說。

https://www.seeker.com/space/exploration/colonizing-mars-will-rely-on-these-next-gen-technologies（原始文章來源於Space.com）

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