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2015年，由杰夫·貝佐斯創(chuàng)立的藍色起源航天公司成功把新雪帕德火箭通過亞軌道送入太空邊緣（100千米的高空），并成功實現(xiàn)火箭回收。新雪帕德火箭的設計初衷是把旅客快速送至太空邊緣，不過藍色起源公司目前正在設計一種軌道范圍更廣的、可重復利用的新型運載火箭。所以世界上的確可能會出現(xiàn)各式各樣的太空競賽。與此同時，NASA自己的載人航天器（獵戶座飛船）已經進入最終開發(fā)階段，對新式超大型運載火箭“太空發(fā)射系統(tǒng)”的設計也即將完成（太空發(fā)射系統(tǒng)能夠承受高達720萬磅的推力，僅比土星5號稍低一點）。在獵戶座飛船和太空發(fā)射系統(tǒng)的幫助下，NASA終于在1972年以后第一次獲得了載人航天的能力。目前來看，人類已經準備好再一次探索茫茫宇宙了。不過這片海洋是如此之大，我們該去哪兒呢？在我們生活的太陽系中有很多潛在的目的地，不過只有一小部分處于我們的能力范圍之內。讓宇航員花上十幾年的時間前往冥王星（只是單程）顯然超出了我們的容忍度，更別提耗費8萬年的時間去另一顆恒星了。因此，盡管把我們的涉足范圍提升至太陽系以外的確是一個很有價值的目標，但我們還是得從更近的地方開始太空之旅。隨著各個太空基地在地球之外被建立起來，我們有充足的動力改善技術、減少成本。設立太空定居點等商業(yè)舉措將會一步一步地使航天工程變得更便宜、更簡單。終有一天，航天飛行會變得和今天的空中旅程一樣，不再讓人望而生畏。 那么，地球周邊最佳目的地到底是哪里呢？名單上最靠前的兩個候選項便是月球和火星。其中月球雖然離地球更近，但它的長期潛力要遜色很多。雖然到月球只需幾天的時間，到火星也不過幾個月，但是火星和地球有很多相似之處，而月球相對而言則顯得死氣沉沉。月球基地的主要優(yōu)勢是供給方便，出了突發(fā)事件也更容易營救。月球上還可以進行一些比較實用的科學實驗——阿波羅工程探索的面積只占月球表面很小的一部分，全部6個任務加在一起，在月表停留的時間也只有24小時。我們還可以在月球背面建造高靈敏度的射電望遠鏡，以便躲開人類生活所產生的射電干擾。人們之所以想要去月球，一個常見的原因就是人們可以利用月球冰層沉淀物合成出火箭推進劑，從而讓月球變成一個巨型加油站。雖然這個想法有一定的可取之處，但月球不會憑空變成一個燃料倉庫。人類發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)冰層都處于難以接近的位置（比如月球極點），而且相關的加油和發(fā)射工作即便是在地球上操作，也難如登天，想要在缺乏基礎設備的月球上做到這些更是天方夜譚。 在考慮目的地時，我們必須自問一個很重要的問題：我們想要實現(xiàn)什么目標？太空工程的目的不僅僅是到達太空邊界，更是要穿越太空。除非是搞旅游業(yè)，否則僅僅為了在太空中飄浮就把人類送進軌道沒有任何意義。我們建造船只，是為了穿越大海并傳輸人員、貨物和思想。太空飛船也理應如此。既然月亮被當成了一個加油站，就說明我們只是把它看成一塊墊腳石。不過，踩上這塊石頭之后，我們要去哪兒呢？答案顯而易見：既要符合距離地球較近的要求，又要儲存有各種資源以便人類能夠永久生存下去，這樣來看就只能是火星。從長遠來看，我們當然更想前往其他星球，不過火星是檢驗人類是否能夠成功實現(xiàn)地外生存的一個絕佳實驗場所?；鹦鞘蔷嚯x太陽第四近的行星，不過仍比地球到太陽的距離遠上約50%，處于宜居帶的外邊緣?；鹦浅嗟罍囟冉橛?8華氏度至零下94華氏度，雖然看上去很冷，但也沒有冷到夸張，人們仍然可想辦法住在可加熱的建筑中，并穿上增壓服進行探險工作。在赤道地區(qū)，火星受到的太陽輻射大約像斯堪的納維亞半島南部或阿拉斯加州受到的太陽輻射一樣多。不過火星上大氣極其稀薄，這意味著在同樣的溫度下，火星上流失的輻射量要遠遠小于地球。這種效應和冰與水對溫度的影響很像：假如泰坦尼克號的乘客們掉入的是冷空氣而不是冰水當中，他們的生存時間將會從幾分鐘變成幾小時或幾天。你可以穿著太空服在火星上愜意地走來走去，或許有一天——當火星被徹底“地球化”以后——太空服可以換成日常便服。與火星相比，月球沒有大氣層，引力也只有火星的一半（引力對人類的身體健康至關重要），擁有的資源數(shù)量也少得多。火星的陸地面積幾乎和地球一樣大。像地球一樣，火星也會經歷不同的季節(jié)，而一個火星年的長度大約是一個地球年的兩倍。此外，火星的季節(jié)也比地球顯著一些，因為火星的軸向傾斜度為25度，而地球的軸向傾斜度只有23.5度。一個火星日的長度只比一個地球日長一點點，約為24小時零39分鐘，而這一點格外重要。因為這意味著，我們可以在火星溫室中利用自然光種植植物。相比之下，月球上的植物會在長達14天的夜晚中死去（月球的晝夜循環(huán)長度為28個地球日）?；鹦谴髿獾闹饕煞譃槎趸?，這對于植物的生長很重要，而且這些二氧化碳也可以被轉換成氧氣和甲烷成為火箭燃料。在火星豐富的資源當中，最值得關注的是它擁有豐富的水源。盡管在火星低溫和低壓的條件下，液態(tài)水很難長時間存于地表，但我們的探測器已經探測到，在火星地下也存在一定的水源。在未來的某一天，火星可能會變得和當年一樣，布滿了大大小小的湖泊和海洋。憑借著豐富的水源和種類繁多的自然元素，火星可以支撐起整個人類文明。前往火星的技術工程手段至少有三種。第一，我們可以發(fā)射多枚火箭，在地球軌道上組裝一個或多個航天器，這些航天器將為往返火星任務提供全部補給。不過軌道組裝技術存在很多問題。由于所有硬件設備都是在地球上歷經多年才被設計建造出來的，一旦某一次發(fā)射失敗，那么整個任務的時間表將被徹底打亂。此外，硬件設備在太空中停留過久也會引發(fā)很多問題，比如零件的可靠性會受到影響，火箭推進劑會因為沸騰或凝凍而白白損失。當年NASA的登月計劃一開始也打算采用在地球軌道上組裝大型飛行器的方式，不過這個方案很快就被“月球軌道交會”（憑借單枚土星5號火箭把所有硬件設備直接一起送上月球）取代了?？紤]到阿波羅計劃已經遭遇時間逾期和成本超支的影響，如果NASA在20世紀60年代還醉心于超大規(guī)模的軌道建設項目，那么肯尼迪總統(tǒng)絕不會把1970年設為前途難料的阿波羅計劃的最后期限。盡管在軌道上組裝巨型飛船前往火星的計劃的確存在一定的可能性，但這種方法或許并不是最有效的。前往火星的第二種方案是一種極簡主義法。一開始，我們需要向這顆火紅的星球發(fā)射一系列盡可能小的火箭，并在火星上合成以供返程所需的甲烷-氧氣燃料。在極簡主義法中，我們希望能夠在火星上生產盡可能多的物資，其中包括水、氧氣、燃料等很多數(shù)目龐大的消耗品?；鹦巧系摹帮L化層”（火星土壤）既可以用作房屋表面的防輻射涂料，也可以制成磚塊。基礎模塊將會預先在地球上建造完成，隨后可以利用火星上的各種材料或者像熔巖管洞穴等現(xiàn)成的地質結構進行擴展。極簡主義法很關鍵的一點就是利用一次或多次發(fā)射，在宇航員前往火星之前就預先放置好各種模塊和補給品（無論對于哪種前往火星的方案來說，這都是一個很好的主意）。一旦儲備充足的火星基地建設完畢，定居者就可以滿懷信心地前往火星。因為他們知道，那些生活必需品已經在火星表面上等著他們了。 第三種方案是建造一個超大型火箭，該火箭可以在單次發(fā)射任務中攜帶一個大型星際航天器。為了把航天器的質量限制到切實可行的水平，我們可能有必要在航天器前往火星之前，先在地球軌道安排一次燃料補給。這樣一來，我們就擁有了在地球和火星之間運載大量人員與物資的能力。此外，本方案也會在理想情況下采用極簡主義方案的某些要素，比如在火星上生產甲烷-氧氣燃料。2016年9月，埃隆·馬斯克憑借星際運輸系統(tǒng)揭示了該方法的基本架構。該系統(tǒng)由各種星際運輸設備和依托于超大型火箭運載的加油機組成，每個部分都具備了可重復利用性（2018年11月，該系統(tǒng)中的航天器被命名為“星際飛船”，運載火箭則被命名為“超級重型”）。該系統(tǒng)計劃于2019年進行小規(guī)模實驗，而且從一開始就能實現(xiàn)大規(guī)模的火星定居。在這些科技發(fā)展的幫助下，我們可以想象在接下來的幾十年中，人類為了實現(xiàn)殖民火星的目標會付出不懈的努力。本文摘自《人類的探索》 【內容簡介】《人類的探索》以探索如何塑造今日文明并將如何改變人類未來為核心主線，用簡短的篇幅描繪了宏大的人類歷史進程，是一部具有啟發(fā)性的探索編年史。 從走出非洲的第一次擴張，到地理大發(fā)現(xiàn)的全球大融合，再到科學時代對于太空、極地和海洋的探測，最后到星際移民以及元宇宙的可行性暢想。發(fā)現(xiàn)與冒險，財富與征服，偏見與寬容，這些正是本書要講述的故事。 所有探索都是我們對未來的投資，如果不敢于探索未知的世界，一切就都不會有答案。 【作者簡介】 安德魯·雷德（Andrew Rader），麻省理工航空航天工程博士，曾任麻省理工學院調研工程師，現(xiàn)任SpaceX項目經理。 榮獲探索頻道（Discovery）“無所不知”大獎。知名播客Spellbound主理人，該播客涵蓋從歷史、科學到經濟學一系列主題，深受歡迎。 【目錄】序言 探索是我們對未來的投資
第一部分
最初的探索 從波利尼西亞人、埃及人、希臘人到古羅馬帝國的衰亡，人類的第一次擴張告訴我們，要想保持繁榮，探索、貿易以及思想交流都至關重要。
第1章 走出搖籃
第2章 第一次探險
第3章 穿越海域
第4章 地中海貿易
第5章 古希臘的征程
第二部分
世界再發(fā)現(xiàn) 人類進入全球探索時代，從維京人的崛起到麥哲倫的環(huán)球探險，我們星球的大多數(shù)地方被連為一體，構成了現(xiàn)代全球體系。
第6章 北方的野蠻人
第7章 橫跨地球
第8章 印度洋的榮光
第9章 統(tǒng)領世界的中國文明
第10章 歐洲貿易的海上通道
第11章 掠奪與黃金
第12章 新大陸
第三部分
現(xiàn)代世界的形成 從征服北極到奔向太空，科學讓世界聯(lián)系得比以往更緊密，也開啟了人類探索故事的新篇章，等著我們去書寫。
第13章 貿易帝國
第14章 地圖上最后一塊空白
第15章 勘探的科學
第16章 征服北極
第17章 奔向太空
第18章 太空競賽
第19章 機器之心
第四部分
星際穿越 如今，人類來到了宇宙的十字路口，擁有了離開地球、移民太空的能力。也許在不遠的未來，環(huán)境、人口和資源等問題的答案，就在浩瀚的宇宙之中。
第20章 太空基地
第21章 火星任務
第22章 宇宙旅行
第23章 星際移民的先驅者
第24章 外星生命
第25章 終極目的地
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