移居外的科幻选择，人类该如何从零开始建造一颗适居行星

　　北京时间 12 月 14 日消息，无论是建造一个类似行星的空间站，还是完整地复制一颗行星，都远远超出了目前的人类科技水平。至少在有生之年，我们都不太可能见证这样的壮举。不过，将现有行星地球化倒是一个更可行的选择。
　　如今，似乎每个人都想进入太空，有些人甚至想在太空中建立国家。另一方面，世界正面临着许多全球性的威胁，如气候变化、人口过剩和潜在的流行病等。为了应对这些威胁，准备一个后备计划总是好的。显而易见的一个计划便是进入太空，在远离地球的地方建立人类殖民地。
　　在科幻作品中，我们经常能看到人类居住在行星大小的物体上。从《星球大战》中传奇的死星，到《银河系漫游指南》中的行星建造设施，建造一个适居星球的想法一直是科幻作家们讨论的话题。问题是，我们能做到吗？如果能做到，我们又该怎么做？基本居住条件
　　如果想要建造一个可供人类居的星球，我们首先要在太空中找到一个合适的场所。最重要的是，这颗星球需要处于适居带（habitable zone）内。这意味着这颗人造行星的轨道，或者它与最近恒星的距离，应该能够确保温度有利于生命的发展。如果这颗行星离恒星太近，我们会被恒星的热量烤焦，而如果离得太远，我们又会在严酷的低温下冻结。此外，星球上还必须存在大量的液态水，因为没有水就没有生命。
　　地球处于太阳系的适居带内
　　除了合适的温度和与恒星的距离外，我们还需要含有可呼吸气体的大气层、类似地球的稳定重力、适当的昼夜循环等。只有满足这些先决条件，我们才能考虑从零开始构建一个宜居星球的计划。
　　现在，建造所谓的 ＂人造宜居行星＂就可以有两种方式。第一个方案，我们可以制造一个行星复制品，包括一大块被做成巨大球体的岩石，几乎与太阳系的其他行星没有区别。另一个方案，就是在太空中建造一颗巨大的卫星，也许更确切地说，是一个球形空间站，就像《星球大战》中的死星一样。第二种方案并不是真正意义上的行星。尽管呈现球形，但这颗人造星球并不会以固定的轨道绕太阳运行，而可能只是像其他人造卫星一样在地球上空盘旋。
　　对工程师和科学家来说，这两种方案都是极其艰巨的，但第二种方案相对更加可行。接下来，就让我们从这个方案开始吧。构成空间站
　　如前所述，建造一个类似行星的球形空间站要比建造一个巨大的类地行星容易得多。从《星球大战 4：新希望》中可以看到，死星的直径大约为 120 公里，非常巨大！要知道，人类建造过的最大的空间站长度还不到 160 米。当然，当你将死星与直径为 12756 公里的地球相比时，就显得微不足道了。不过，为了简单起见，我们这里还是设定为 120 公里。
　　如果我们像建造航空母舰那样，建造这个类似行星的新空间站，并且主要用钢铁作为建筑材料，那么将需要大约 1000 万亿吨的钢铁。以我们目前的技术而言，光是生产这么多钢铁就需要 80 万年以上的时间！目前，人类每年只能生产大约 18 亿吨的钢铁。
　　要获得建造这种类行星空间站的原材料，唯一的变通办法是向太空获取，而不是依赖地球的资源。为此，我们可能需要开采小行星，甚至月球。事实上，许多公司都在研究这个概念，一些相关的研究也在进行中。
　　小行星采矿已经成为一些公司研究的课题
　　现在，假设我们在某种程度上克服了采购原材料的后勤挑战，那么接下来，我们就需要利用先进的机器人（能够在微重力下工作）建造一个可供居住的球形物体。之所以要建造一个类似行星的空间站，是因为这样才能获得类似地球的重力。在失重状态下，我们的身体情况可能会变得十分糟糕。在国际空间站（ISS）长期工作的宇航员经常要应对由于微重力造成的骨量流失、低血压和其他健康问题。
　　建造一个像死星一样的类行星球形空间站听起来很酷，但它可能存在着固有的缺陷：缺乏稳定性。为了保持其稳定运行，我们需要进行大量的主动维护。要实现这一壮举，人类至少需要成为卡尔达肖夫指数中所谓的 Ⅰ 型文明。而根据一些科学家的说法，我们距离达到这一水平还需要几个世纪的时间。
　　那么，如果是建造一颗完整的行星呢？复制行星
　　马克 · 亨普塞尔（Mark Hempsell）是英国私营航空公司 Reactions Engines 的航空工程师，已经对建造人工行星的可能性进行了全面的研究。他的研究成果发表在《英国星际学会杂志》（Journal of the British Interplanetary Society，简称 JBIS）上。
　　亨普塞尔认为，没有必要完全精确地建造地球的复制品。换言之，我们可以建造小一些的复制行星。他估计，要在人造行星上达到相当于地球重力的水平，工程师们可以将地球十分之一的质量压缩到一个接近月球大小的球体中。地球的质量约为 5842 万亿吨，而月球的直径是 3476 公里。当然，这仍然需要大量的岩石，但亨普塞尔的建议是，我们可以去模仿大自然创造行星的方式。
　　从大自然中汲取灵感
　　像地球这样的岩石行星是由太阳诞生时所释放出来的残余物质积聚而成的。在几百万年里，这些残留颗粒一点一点、一块一块地聚在一起，直到形成一颗适居的行星。亨普塞尔认为，我们可以尝试模仿大自然形成行星的过程，但要加快速度。
　　亨普塞尔认为，为了加快速度，我们可以在太阳附近建立一个先进的核聚变设施，在那里获取建造新的类地行星所需的较重的物质。他指出，密度较大的元素如锇（osmium）、铱（iridium）和铂（platinum）等，将是构建复制行星的不错选择。这些较重的元素可以层层叠在一起，然后自然冷却。
　　不过亨普塞尔承认，目前人类已知获得这些元素的唯一途径是超新星的热核爆炸。也许只有当我们发展到卡尔达肖夫指数的 Ⅱ 型文明时，才能建造一个具有如此大能量的核聚变设施。然而，即使可以用这种方法来加快行星的形成过程，建造一颗行星也需要几千年的时间。更好的选择：地球化
　　除了上述两种异想天开的想法，还有一个更可行的选择——通过地球化改造行星或卫星，使其适合人类居住。
　　未来我们或许可以对火星进行地球化改造
　　在地球化改造中，我们不必从零开始建造行星。我们所要做的，就是改造已经存在的行星（或卫星），使其环境适合生命生存。例如，我们可以在火星上进行核爆炸，使其大气层变暖到我们所需的程度。然后，我们需要寻找一种能保留住火星大气层的技术，使其能像地球一样维持适宜温度。许多研究人员相信，这一设想有可能在几十年内成为现实。
　　最后总结一下，从科幻作品的角度，从零开始建造行星是相当有意思的情节，但实际上，这一想法的实现离现在的我们还很遥远。未来几十年内，我们或许能将火星或月球变得更像地球，对人类来说，这已经是一项难以置信的壮举。