通往多行星未来的两小步:可编程重力和就地制造太阳能电池

知兼 2023-07-29 23:45:52

人类作为多行星物种的愿景引发了全世界对人类在太空未来的思考。这个雄心勃勃的概念,曾经被认为完全属于科幻小说领域,正在一点一点慢慢实现,这要归功于空间技术的不懈进步。然而,成为太空文明的道路面临着多方面的挑战,从身体和心理到技术、经济和伦理。当我们站在这个令人兴奋的新前沿的尖端时,我们认识和面对这些障碍至关重要。

这些挑战的最前沿就是其他天体或者太空对生命和人类产生的生理影响,因为那里与我们地球的环境截然不同。人类在地球的特定引力下存在了数千年,任何与这些条件的重大偏差都可能对我们的健康产生深远的影响。长期暴露于微重力环境会导致一系列问题,包括肌肉萎缩、骨密度丧失、视力障碍和心血管问题。此外,生活在低重力中的长期影响,如在月球(0.16G)或火星(0.38G)上,尚未被人类完全了解。

重力实验室(gravityLab)公司试图为这个问题提供解决方案,这是一家创新的初创公司,专注于了解各种重力水平对生物体和制造过程的影响。他们的方法涉及开发新型航天器,具有被称为“可编程重力(programmable  gravity)”的独特功能。该系统利用电动吊杆扩展和缩回来调节配重,有效操纵航天器的引力环境。这种受控环境可以让研究人员深入研究不同的重力水平如何影响人体、其他生物体,甚至制造过程。

重力实验室的工作意义重大且深远。从这些研究中获得的数据可以帮助为宇航员制定新的培训制度,为未来栖息地的设计提供信息,并帮助开发能够在各种引力环境中以最佳方式运行的技术。然而,这只是冰山一角。随着我们继续在不同的重力水平下深入研究空间生物学和生产制造的未知领域,可能会有更多新的发现。

我们寻求成为多行星物种的另一个艰巨挑战是为扩展太空任务和殖民提供必要资源。利用太空资源的能力,这个概念被称为原位资源利用( in-situ resource utilization,ISRU),被视为未来太空任务和殖民地生存和成功的基石。

认识到这一点,美国宇航局已委托亚马逊创始人贝佐斯的太空初创公司蓝色起源(Blue Origin)开发可以将月球表面材料转化为太阳能电池的技术。这一开创性举措体现了人类的足智多谋和韧性,使我们更接近可持续的太空生活。然而,与重力挑战一样,通往ISRU成功的道路是复杂的。它需要技术的进步、效率的提高以及对外星资源的全面了解。

蓝色起源将努力用月球材料生产太阳能电池,这不仅为未来的月球任务提供了可再生能源,而且还展示了ISRU的潜力。将月球风化层转化为功能性太阳能电池可以彻底改变太空旅行和殖民,有效地“推动”太空经济。然而,实现这一概念所需的技术突破是巨大的。提取、冶炼和制造过程都需要在月球条件下进行,这带来了独特的挑战,需要新的解决方案和实质性创新。

正如埃隆·马斯克所设想的那样,成为多行星物种的道路无疑充满了许多复杂的挑战。不同重力水平的生理影响和太空中关键资源的提供只是这些挑战的两个例子。目前,重力实验室和蓝色起源等初创公司正在通过开创性举措解决它们。这些开拓性的努力凸显了人类对创新的不懈追求,以及我们在寻求多行星未来的过程中克服重大障碍的潜力。

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知兼

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