擁抱星艦文明

“銀河帝國”之夢

20世紀50年代，著名科幻作家阿西莫夫在代表作《基地》中，曾描繪過一幅宏大的圖景：在遙遠的未來，人類遍布銀河系中的2500萬顆行星，形成了一個真正的銀河帝國。時隔半個多世紀后的今天，當我們審視人類在太空探索領域所取得的進步時，恐怕還是不得不承認，“銀河帝國”仍是一個非常遙遠的夢。不過，我們可以一步一步地不斷接近，直至實現這個夢。

最初的一步，必然是從現有的航天事業開始，對太空移民所涉及的技術課題進行基礎性研究，除了新型推進系統等太空探索領域共有的課題，還包括與太空移民密切相關的其他課題，如太空生態圈、太空生物學、人造重力等?？臻g站將在相關研究中發揮重要作用，比如使其運行姿態變成自轉，就可產生離心力，模擬重力環境。

再進一步就是月球移民。月球上有充足的太陽能和氦-3資源，可以為移民提供足夠的能量；同時，目前的探測已經證實，月球巖層中有水存在。月球移民定居區最好的選擇是建在地下，因為月球沒有大氣，磁場也很弱，表面完全裸露在太空中，缺少對于宇宙輻射的天然防護。

緊隨月球移民之后，就是在地球軌道上建立太空城。建造同樣規模的永久居住地，太空城的技術難度要高于月球。首先，月球上的建設是在1/6的地球重力下進行，在這樣的重

力環境下開掘地下城所需的土木工程和巖層掘進都需要比較成熟的技術。而太空城是一個龐大的空殼結構，高度封閉，要承受內部大氣壓和自轉產生的強大離心力，這對于材料和建設工藝都是巨大的挑戰。

太空城和月球移民有一個共同的巨大優勢，就是殖民地距地球較近，這就使得殖民地可以部分或全部由地球的補給來維持。但這樣由母星供給維持的狀態并非真正意義上的太空移民。太空移民必須建立起自給自足的生態系統，或者說建立一個小地球。這是巨大的技術挑戰。在美國亞利桑那沙漠中進行的“生態圈一號”和“生態圈二號”實驗表明，建立體積有限的自循環生態系統非常困難。也許，要使一個封閉的生態系統長期維持下去，其體積和容量必須大于某個臨界值，而這個值也將是太空移民需要考慮的一個重要參數。所以，太空城和月球殖民地應該逐漸減小對地球供給的依賴，最終建立完全可以自給自足的人工生態圈。

真正的太空移民很可能從火星移民開始?；鹦怯写髿鈱?，是太陽系中氣候與地球最接近的行星，火星上的居住條件比月球優越得多，而且，火星陸地廣闊，地形多變，殖民地有充分的發展空間。不過，火星距地球較遠，往返航行的時間要以年計，火星移民只能依靠火星資源自給自足。

在更前方召喚我們的，則是向太陽系外的星系移民。在太陽周圍15光年的范圍內，有50多顆恒星，但在人類掌握恒星際航行技術之前，飛船到達這些恒星都需要漫長的時間，航程甚至得延續千年以上，所以，恒星間的移民也就等同于向飛船上移民，飛船本身就是移動的殖民地。一次星際航行已經不是一個有始有終的過程，而成為另一段在太空中不斷延續的人類歷史。在太空深處航行的飛船，已經和它出發的世界本身一樣，成為永久的存在，成為人類在宇宙中的一個不斷遠去的寄托。永恒的星艦漂泊可能成為人類文明的一種正常生存狀態。

星空的召喚

若太空移民時代全面來臨，會有哪些方式可以實現移民？

根據美國波特蘭大學卡梅隆·M·史密斯的觀點，太空移民將包括三種形式：一種是移居地球之外的其他行星，比如火星；另外兩種是所謂自由飄浮的移民區，分別是太空城和世代飛船。前者一般運行于地球或太陽的軌道上，一般只具備軌道調整所需的輔助動力；后者則航行于恒星之間，具有巨大的推進動力。

以直覺來判斷，這三種移民的規模，從大到小應按以下順序排列：行星移民、太空城、世代飛船。在行星上的移民可以不斷開拓行星表面的未知疆域；飛船則有一定的空間限制；而太空城依托于其環繞運行的母星，同時沒有遠程航行的加速負擔，也可以建得比飛船大許多。這似乎符合常理，但從長遠看，情況可能恰恰相反。

行星表面的面積有限，隨著移民的擴張，所有的土地可能都被人口和農田占據，像地球一樣。甚至可能出現《基地》和《星球大戰》所描述的銀河系首都星球的情形：整個星球表面全被城市所覆蓋。

從長遠來看，太空城的發展空間就大了許多，可以用來自母星的資源不斷擴建，或在行星軌道上建設眾多太空城構成的城市群落。由于太空城所具有的薄殼狀幾何構型，它的單位質量所能產生的居住面積比行星的固體球狀大得多，可能只需母星百萬分之一質量的材料，就能產生與母星表面積相當的居住面積。行星的軌道上也有太空城發展的巨大空間，最終這些太空城可能形成像土星環那樣的一個圈，總的居住面積將遠超行星表面。不過，行星軌道空間雖然巨大，也總有被占滿的那一天。

而世代飛船的發展空間幾乎是無限的。起航時的飛船可能不大，但它像一粒種子，在經過不同的恒星系時會成長起來。每到達一個星系，都可以用星系中行星的材料資源擴建飛船，或建設新的飛船。隨著飛船或船隊規模的擴大，它到達下一個恒星系時采集資源自我擴張的能力就會進一步增強，于是這個航行中的世界就會像滾雪球一般擴大。當然，這需要漫長的時間，但擴張的空間幾乎是無限的。

船隊中的飛船可能各自獨立，更有可能在航行中聯為一體，在遇到不同情況時可以自由地分化組合。在長時間的擴張后，這樣的聯合體在質量上可能超過一個地球這樣的行星，但由于蜂窩狀的幾何結構，聯合體內部的居住面積將是地球表面的千萬倍。整個船隊形成一個統一的生態系統，由于體積巨大，其穩定性和抗災難的能力也遠高于地球生態圈。

這已經不是我們想象中的飛船，而是一個比地球更加豐富多彩的世界。這樣的世界最終能夠成長到什么樣的規模是很難想象的。由此，我們甚至可以大膽推論：也許成熟的文明都是在太空中進行著永恒航行的星艦文明。

真正廣闊的世界是在地球之外，人類要想使自己的文明萬代延續，要創造更為廣闊的新生活，就要盡早響應星空的召喚。

（本文由《科學美國人》中文版《環球科學》授權刊登）