尋找移民火星的“制勝秘籍”

正如網絡、電子郵件等技術是互聯網經濟變得可行的“制勝秘籍”，太空工業經濟也離不開一些關鍵技術，這些技術讓未來火星移民基地的補給成為可能。

美國行星科學家Philip Metzger認為移民火星的3項“制勝秘籍”是能為航天器提供能源的小行星采礦技術、太空天線的3D打印技術以及向地球輸送清潔能源的技術。

關于小行星采礦已出現了一個商業案例。這一案例中，航天器被發送至距離地球表面35 400千米的地方，圍繞用電推進技術進入地球靜止軌道的傳統衛星旋轉，在6個月至12個月內可以去往任何地方。但實施這項研究的衛星公司花了很多間接費用，卻沒有獲得任何收益。

Metzger曾計算過，除開制造小行星采礦的飛船、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，都表明該衛星公司可以盈利。他也提出了一種利用小行星采礦的方法：一艘飛船挖掘小行星上的巖石，并從中提取巖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，在那里，水被分解成氫和氧，而氫和氧可以作為火箭燃料。一艘星際交通船將收集這些燃料，并與最近發射的衛星會合，然后將這些燃料注入該衛星，使其有足夠的動力進入最終軌道。

“若上述過程能在一周內完成，可為這家衛星公司節省數億美元。”Metzger說。

人類對互聯網數據的需求量平均每10.5個月就翻番，在十年內，人類需要克服互聯網最大容量的限制。由于企業建設光纖電纜的速度完全跟不上需求量增加的速度，因此SpaceX、OneWeb等太空公司計劃發射數千顆小型的互聯網衛星，進入約1 200千米高的近地球軌道以 保持數據傳輸。

近地軌道上，小衛星的旋轉速度比地球的旋轉速度快，所以它不會在同一個地點逗留太久。這意味著，近地衛星不得不將數據傳遞給在它身后的其他衛星，數千顆小衛星將形成一張網絡。不過，由于小衛星的容量有限，為應對數據傳輸量的增加，整個“衛星艦隊”將在同一時間被取代。

Metzger設想，將小行星中得到的金屬礦用作在太空中3D打印大型互聯網天線的原料。

在太空中進行3D打印的技術早已實現。憑借NASA（美國航空航天局）資助的2 000萬美元，太空制造公司Made In Space正與其他兩家機構合作，致力于Archinaut計劃。該計劃的目標是在太空建造一臺3D打印機，用于在太空中裝配大型且復雜的建筑物。

3D打印天線將在離地球約35 406千米的靜止軌道上繞地球旋轉，與地球的旋轉速度保持一致。因此，每一顆互聯網衛星都將被“固定”在地球上的一個或多個地區。如果要求某個特定城市如芝加哥的數據容量增加，那么衛星能通過調整帶寬提供更多的容量。

然而，解決地球的數據需求并不能解決我們面臨的所有計算機問題。一些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噴氣推進實驗室前雇員Mankins提出將地球生產的鏡子發射入太空。不過，由于花費較大，這些計劃難以吸引投資者。而如果在太空中生產鏡子，將是最經濟的方式。

如果開始第一項“制勝秘籍”，通過小行星采礦獲得推進劑，它將帶領人們開始第二項“制勝秘籍”，即在太空中制造超大型天線。于是，人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。

“最后，你會得到一條完整的供應鏈。”Metzger說，太空中的行業越多，制造飛船、移民火星就會變得越容易。（據天空聯盟公眾號）