如果把全人類都送上太空其他星球理論上是可行的嗎，難度有多大
殖民外太空
眾所周知，大約20億年前太陽膨脹使地球的海洋沸騰，當時的地球並不適宜生物存在；除此之外，數十億年之後仙女座星系將與銀河系發生碰撞，人類或許將從地球上被抹殺；同時，約550千米寬的小行星帶時常掠過地球軌道，科學家評估每隔30萬年會有一顆小行星碰撞地球。
既然災難不可避免，那我們必須逃離地球。
為何離開地球？
1989年，一顆體形較小的小行星與地球擦肩而過，它的碰撞力相當於1000顆核彈，如果按其飛行速度僅6小時便會碰撞到地球上……
依據救生艇基金會的一項近期報道，數百位研究人員追蹤十幾種人類生存危險假設，其中多數危險使我們意識到人類離開地球實際上是由於人為因素，並不一定是未來可能出現災難性事件。每年人類所消耗的資源遠超過地球的承受能力，世界野生動物基金會評估2030年人類每年將消耗地球的兩倍自然資源。災難流行病研究中心稱，近十年旱災、洪澇災難是上世紀80年代的3倍，是1901年的54倍。
氣候變化將帶來許多負面影響，導致嚴重的水資源匱乏，沿海區域被淹沒，大面積地區出現饑荒。此外，世界還可能被致命病菌、核戰爭終結。
救生艇基金會警告稱，日益濫用的高科技技術如同一把雙刃劍，在促進全球科學發展的同時亦對地球構成巨大的威脅。面對地球所出現的生存威脅，人類未來離開地球的原因或許僅是為了維持地球免遭破壞，地球將變成一種自然避難所，人類可時常光臨，就像現今的約塞米蒂國家公園。
我們所面臨的威脅並非牽強附會，氣候變化已嚴重影響人類活動，例如：小行星碰撞至少導致地球出現一次物種大滅絕。
美國防禦產品製造商「通用動力」公司高級信息系統部研究工作師蒂哈梅爾·托斯·費傑爾是救生艇基金太空殖民董事會成員之一，他說：「恐龍滅絕是由於它們是一種低級動物，當災難來臨時它們無法適應『航天飛行移民』。到目前為止，人類與恐龍之間的差距是顯而易見的，我們面對未來地球災難時可採取一定的措施。」
紐約大學化學家羅伯特·夏皮羅主張，一些嚴重的災難性事件是不可避免的，必須準備「複製」人類文明，移居到其它星球生活，這不僅是避免人類受到傷害的策略，而且可使人類文化和傳統得以繼承延續。幾年前，美國宇航局負責人邁克爾·格里芬稱美國太空計劃旨在實現類似的目標，他說：「如果人類希望存活數十萬年或者數百萬年，我們必須移居到其它星球上。我們並不知道未來這一天具體是什麼時候，但我們相信會有大量的地球人類移居到其它星球！」
移居至哪顆星球
我們有許多選擇，美國國家太空學會致力於研究未來人類太空殖民星球，他們指出未來人類首先抵達的星球必須具有維持生命的資源。目前，研究人員完成了一項2億美元的研究工作，美國宇航局報道稱，未來人類太空殖民地可設定在月球，
挖掘月球表面數米深，或者覆蓋現有月球隕坑，從而避免高能量宇宙放射線持續輻射，這種輻射將損傷人類DNA分子，導致癌症。同時，這項美國宇航局研究想像在其它星球上設立核電站、太陽能電池板陣列，
並採用多種方法從月球表面提取碳、硅、鋁和其它有用物質。美國國家太空學會一份《太空殖民路標》的研究報告指出，月球是「初級停車站」，維持生命的冰物質是永久性月球基地、旅館，甚至賭場等娛樂場所的必備條件。
其他太空殖民提倡者認為可完全忽略月球。雖然月球是距離地球最近的星體，並且我們曾登陸過。而木星、土星的衛星，天王星和海王星均被認為含有大量的水、碳和氮，在太陽系中最接近地球的星體是火星。火星學會負責人羅伯特·祖布林說：「以歷史海事探索作比方，火星與月球之間的關係，就如同北美和格陵蘭島的關係。火星與月球不一樣，它擁有一定的大氣層，可避免宇宙放射線的直接輻射傷害，並且具有40%的地球引力作用。」
美國宇航局火星「奧德賽號」太空飛船在火星表面探測到大洲面積大小的冰水，「鳳凰號」探測器拍攝圖像證實冰物質的存在。甚至火星表面土壤中含有足夠的碳可供給植物生長，白天溫度可達到21攝氏度，或許隨著時間的推移，火星將逐漸「地球化」，使用地下冰水中的水資源形成淺海洋，之後可形成一種提供呼吸空氣且能更好遮擋宇宙放射線的大氣層。
所有科學家可能認為的未來適宜人類移居的太空路線均被艾薩克阿西莫夫列入「行星沙文主義」範疇之中。這種觀點認為，我們能夠很好地建造一個軌道棲息地，在空洞的太空中建造人類未來的家園：以精確的技術進行工程建造；然而即使不考慮科技因素，也不太可能從地球發射大量的物質來建造一個較大的軌道結構。這樣的未來人類太空棲息地將首先考慮從近地小行星提取資源。1974年，美國普林斯頓大學物理學家傑勒德·奧尼爾提出了一個超大質量獨立式軌道棲息地，它是兩個大型圓柱體繞中心軸以每分鐘1圈的速度旋轉，其速度足以模擬沿著內部表面的引力作用場，這是兩個相反方向運行的旋轉圓柱體，這樣可以消除轉矩。
在沒有引力的外太空環境，這個獨立軌道棲息地從體積上可以容納數千、數百萬居民。奧尼爾預想這個大型圓柱體長度達到32千米，其內部表面面積可達到800平方千米。
阿爾·格羅布斯是美國宇航局艾姆斯研究中心的一位承包商，他指出奧尼爾提出的獨立式軌道棲息地是一個華麗的「封閉社區」，這裡擁有恆久不變的陽光，宇宙壯觀的景色，寬敞的住宅，在靠近圓柱體軸心區域可體驗零重力效應。生活在這種太空基地的人數應當保持在150人以上，這樣可以避免近親結婚，儘管這種旋轉棲息地理想角度上存在社交群，太空居民們也可存儲DNA，以保證基因池所需的多樣性。
初級軌道棲息地並不需要停留在太空軌道上，如果一艘太空船耗盡鄰近小行星的資源，或者必須逃離一顆死亡恆星，它應當使用機載核反應堆或者太陽帆作為能量源，發送至遙遠的太空目的地。
迄今發現的500顆系外行星中未出現存在適宜人類生存的大氣層，但這些系外行星差不多都是在過去十年內發現的，天文學家發表在近期媒體的一項報告推斷稱，2264年發現適宜人類生存系外行星的概率達到95%。2010年9月份，利克·卡內基系外行星勘測中心的一支天文學家小組宣稱，一顆位於天秤星座、距離地球20光年的行星位於恆星"適宜生存"軌道區域。
怎樣離開地球
在太空進行殖民的第一個挑戰是人類如何擺脫地球引力，羅伯特－海因萊因說：「如果你乘載宇宙飛船進入太空，很有可能會中途停滯在某處。太空梭完成一次飛行需要4.5億美元，
現今發送無人載荷進入太空的成本依然很高，大約每磅需要12000美元，同時在起飛後100千米的飛行階段所需燃料的成本更高。」
為了清除太空飛行的內部障礙，工程師曾設想了一些無火箭發射系統。在冷戰高峰時期，美國海軍高海拔研究計劃的其中一個項目是分析使用巨大加農炮發射載荷進入太空的可行性。物理學家德里克·蒂德曼設想使用一種叫做"環膛炮"的超大離心機來旋轉物體，直至其周轉速度擺脫地球引力。同時，一些工程師計劃建造「太空電梯」，它向天空延伸62000英里長的電纜，像一個旋轉套索，通過向心力牽引。2000年，美國宇航局先進概念學會授予布拉德·愛德華茲57萬美元的獎金，他負責研究如何建造太空電梯，據稱，這種太空電梯的成本不超過140億美元，一旦未來納米技術實現更輕薄、更堅硬的管材，有望使太空電梯的成本更低。
其他創新性方法則是儘可能減少載荷重量，使太空飛行變得更加切實可行。一家名為「太空製造」的公司聲稱，計劃建造了一個巨型3D印表機，雖然該公司未解釋這種超級印表機如何在太空零重力環境下運行，但提出富有創新意義的策略——轉換從地球裝載的原料或者將太空垃圾進行再循環裝載入人造衛星或者宇宙飛船。未來突破性納米科技或許能進一步促進其發展。
一旦離開近地軌道，我們將規劃如何藉助某種特殊物質實現史詩般的太空之旅，而非採用傳統的化學火箭。2010年11月，美國宇航局前任宇航員弗蘭克林·錢·迪亞茲最新研製一種採用機載離子發動機驅動的火箭，他估計可將之前地球至火星太空之旅的60天行程大大縮短。一種新型日本探測器採用46英尺寬的太空帆作為驅動，它由0.0075毫米厚鍍鋁塑料板製成，由太陽光量子的壓力推進，2010年12月這種太陽帆飛行器首次飛越金星上空。
美國國家太空學會的馬克·霍普金斯表示，自我複製型納米機器人未來可發送至小行星上，
它們能夠鑽透小行星表面並開始採礦，或者它們可以穿梭於衛星和遙遠行星之間，它們能夠自我複製，適時地形成一個完整的工業文明等待未來宇航員的到來。
華盛頓州大學天體生物學家迪克·舒爾茨·馬庫徹稱，未來20年，人類將在火星建立永久性生活基地。但不得不承認建造成本是非常巨大的。他強調指出，火星人類基地將確保人類能夠生存，並鼓勵越來越多的人們來到火星建立家園。
何時離開地球
現在多數太空殖民進程已與私人太空公司緊密結合在一起，埃倫·穆斯克的SpaceX公司成功完成了太空船飛行測試，該太空船可攜載7位乘客。目前，SpaceX公司已與美國宇航局簽訂合同，負責航天貨物運送到國際空間站，每磅貨物的價格低於當前的價格。此外，維金銀河公司、太空冒險公司和其它公司開始提供近地軌道飛行，以及國際空間站暫短停留，本傑羅航空公司於2015年發射充氣「太空旅館」。
美國五角大樓國防部高級研究計劃署發布新聞稿宣稱，與艾姆斯研究中心的一項聯合計劃將研究建造「百年星艦」的可能性，他們稱這是邁向下一個太空探索紀元的新開端，將實現恆星太空之旅。
有足夠的能量嗎
要把人類全部移民太空相當困難。假設人口並沒有遭遇急劇減少，那把全人類都發射到太空中，物理上是可能的嗎？
想知道這是否可行，我們可以從最小能量需求開始：每人40億焦耳，這是最低開銷。不管我們用什麼手段，火箭、太空天梯或是其他別的航天器，把65千克的人移出地球，至少也要花費這麼多能量。
40億焦耳是什麼概念？ 這大概是1兆瓦時或者1000度電，相當於一輛麵包車裝滿AA乾電池或者90千克汽油所儲存的能量。
四十億焦耳乘以七十億人，等於2.8×10^19焦耳。這是每年全球能源消耗的百分之五。挺多的，但還沒到不可能的程度。但這只是理論最小值。實際上，要消耗能量取決於我們的運輸手段如何。如果我們用火箭運輸，那消耗的能量就要比最小值多一大截，因為火箭要把自己的燃料也發射出去。
讓我們先討論一下這90千克的汽油，因為這有助於說明太空旅行的一個核心問題。要發射一艘65千克重的飛船，需要燃燒掉約90千克的燃料。（單位質量的汽油擁有的能量與火箭燃料差不多。）那麼，將燃料裝船——飛船現在重155千克。一艘155千克重的飛船需要215千克的燃料，所以我們再加裝125千克燃料……
還好，我們倖免於掉進「每加1千克載重就要補充1.3千克燃料」這個無限循環，因為我們其實不需要把所有燃料都一路帶上天。我們是一邊走一邊燒燃料，因此飛船質量越來越輕，所需的燃料也越來越少。但燃料的確是要走一部分路程的。那麼為了能達到指定的速度，需要燒掉多少推進劑呢？通過齊奧爾科夫斯基火箭方程可以計算出：要使用傳統的火箭燃料克服地球引力，1噸重的飛船需要20至50噸燃料。人類總重量約4億噸，全發射出去需要幾十萬億噸的燃料。這實在太多了，假如我們的燃料是基於烴類化合物的，那要佔去全球剩餘石油儲量的一大部分。這還不算飛船本身、食物、水還有我們的寵物（光是美國的寵物狗可能就有大約一百萬噸）的重量。我們還得需要燃料來製造所有這些飛船，把人運到發射場地，等等。我不是在說化學燃料方式一定是完全不可能，但它絕對不在"有可行性"的領域。
總之呢，答案是：把一個人送入太空很容易的，但若讓我們所有人都進入太空，足以把我們的資源逼到極限，甚至可能摧毀這個星球。對一個人來講這是一小步，而對於全人類而言這卻是何等巨大的飛躍啊。
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