月球常常被視為通往太空的門戶,但在我們討論改造太陽係其他行星及更遠天體時,它往往會被忽略。月球總是被模糊地提及為有一個殖民地的地方,成為一個歷史上重要但不再有用的註腳。我們已經討論過很多讓人類和物資更廉價進入太空的方法,因此我們並不需要從月球向軌道運送物資,但幾乎所有這些方法在月球上同樣適用。
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事實上,在月球上建造質量驅動器、天鉤甚至太空電梯都非常容易。一個旋轉的天鉤(也稱為旋轉電梯)可以直接從軌道延伸到地麵,抓取地麵上的貨物並將其拋入軌道,甚至直接送回地球。因為月球繞地軸自轉的速度比地球慢得多 —— 一個月自轉一次,而不是一天一次 —— 所以月球上的太空電梯需要更長,但不需要任何超級材料就能建造,我們如今就有能力製造。低重力和無風環境使得建造高大建築變得相當容易,同樣,低重力也讓挖掘和採礦變得容易得多。
不過,建造質量驅動器並不需要特別高大的建築,因為月球上冇有大氣層需要穿透。事實上,月球上冇有海洋需要跨越,也冇有現有的建築物或植被需要避讓,你可以在月球上環繞一週建造質量驅動器,甚至不需要為它建造真空隧道。這使得質量驅動器的建造成本非常低 —— 本質上就是一條鐵路,讓你能夠在貨物脫離軌道飛入太空之前,將其加速到極高的速度。
所有這些都使得從月球向地球運送物資比從地球向太空運送物資便宜得多。為什麼我一直強調 「運回地球」 呢?難道重點不是利用月球將東西運離地球嗎?既是也不是。我們常常將太空旅行的動機歸結為尋找新的居住地,以便在不降低生活水平或不破壞地球生態係統的前提下,養活更多的人口。
我通常認為,任何能夠在不破壞地球或降低人們生活水平的情況下養活更多人口的方案,本質上都是一件好事,並且我傾向於認為那些持不同觀點的人有點令人困惑(說得委婉一點)。我們在 「生態都市」 和 「超大城市」 那幾期節目中討論過很多在地球上養活更多人口的方法。當時我提到,在這些方案和完全成熟的戴森球之間,存在一個我通常稱之為 「行星雲」(或 「地球雲」,因為冇有更好的術語)的階段。在這個階段,我們將在地球周圍建造旋轉棲息地,為人們創造更多的生活空間。
這些棲息地與戴森球的不同之處在於,它們的總體居住麵積更小,而且每個棲息地的規模也更小。旋轉棲息地是我們頻道經常討論的話題,它們的優勢在於可以根據需要定製任何氣候、晝夜長度和重力環境 —— 這與其他行星不同,在其他行星上,要實現諸如縮短白天時長或增加重力等目標,需要付出巨大的努力。而且,每平方公裡居住麵積所需的材料也比行星少得多。
舉個例子,如果我們將月球拆解成一堆 100 米寬的板材,用來建造圓柱形棲息地,那麼月球將能為我們提供約 2200 億平方公裡的板材 —— 這大約是地球總表麵積的 500 倍,是地球適宜居住土地麵積的數千倍。順便說一句,這大約相當於 2.5 億個經典的奧尼爾圓柱形棲息地。而且,在距離地球僅幾光秒的範圍內(可以進行實時通訊),實際上有足夠的空間容納這麼多棲息地,而且它們之間的間距也足以避免相互碰撞、遮擋陽光或阻擋彼此的訊號。
這聽起來像是一項雄心勃勃的任務。但由於我們經常討論拆解行星以獲取燃料、移動行星、改造太陽係甚至整個星係,因此建造行星雲在我們討論的任務難度對數評分上可能隻達到 3 分(滿分 10 分)——10 分的任務是在已知物理定律且不超過光速的前提下,將大約十億光年內的所有星係合併成一個受引力束縛的區域,以抵禦宇宙膨脹的影響。在這方麵,我們頻道的視野向來很宏大。
在軌道上建造一堆放大版的 「蘇打罐」 供人們居住並不是特別困難,尤其是你可以根據需要逐個建造,以容納那些希望在靠近地球的同時擁有更多生活空間的人。不過,這些棲息地確實需要大量的材料 —— 即使是一個相當小的版本,所需的材料也比我們以往發射到軌道上的所有物體的總和還要多。
即使有了我們討論過的那些讓物資更廉價進入太空的係統,也冇有一個真正適合運送如此大量的材料,更不用說廉價運送了 —— 至少從地球出發是這樣。即使是 「軌道環」也不例外。
因此,這就是殖民和工業化月球的利潤來源 —— 除了深空探索和各種科學研究之外,你還可以利用月球開採和製造所有這些圍繞地球的基礎設施和生活空間,從而在相對靠近地球的地方,以舒適的方式容納數百億甚至數萬億人口,而無需將地球變成一個被混凝土覆蓋的巨型城市。而且你可以分階段進行,一次建造一個空間站。
隨著自動化水平的提高和工作環境的改善,很難給出建造一個奧尼爾圓柱形棲息地所需勞動力的準確數字,但我已經根據鋼鐵、鋁和鈦等材料的當前市場價格,通過多種方式進行了計算,大致數字是:大約需要一百萬人工作一年,才能提供建造一個棲息地所需的建築材料。我們假設會有更多的自動化技術投入使用,因此,月球上為了每年建造一個棲息地所需的所有支援產業和服務設施,大約需要一百萬人(包括他們的子女和其他家屬)。
如果你想在不到地質年代的時間內建成一個行星雲,你需要同時建造多個棲息地 —— 每個棲息地可能需要十年時間組裝,而且一旦全麵投產,可能需要同時建造數千個。但按照這樣的規模,我們完全可以在月球上擁有數百萬甚至數十億人口。事實上,我很容易想像一個擁有萬億人口的超大城市,每年建造一千個棲息地,總共每年可以容納大約十億新增人口(甚至更多),而這大約需要十億左右的勞動力來建造這些棲息地。
當我們開始討論甚至是卡達謝夫 1 型文明(更不用說 2 型文明)時,規模總是會變得有些令人暈眩,因此艦隊主要致力於開採黃金和鉑金。
所有其他事情都是循序漸進的。我們提出月球上可能有數十億人口的這個宏大設想,是為了表明月球存在潛在的、龐大且長期的產業 —— 它不僅僅是為了將人們送往其他行星和恆星,更是與地球經濟直接相關的。我們可以看到,月球的工業化不僅僅是建立幾個基地,在未來一兩個世紀內為主要的科學研究提供燃料和原材料;它的意義遠不止於此。