太陽系未來可以怎麼樣開發？
比如建造 太空城市，殖民火星，開採小行星和月球氦3 等等
我知道從現在來看，無論從經濟層面，還是技術層面上來說，這些都很不現實。
所以，可以來開下腦洞，未來可以怎麼樣開發太陽系？
有相關專業知識背景的，也可以嚴肅設想討論。
但必須依據太陽系和太空的基本嚴酷的實際情況來設想，最好有過程和細節。
謝謝把我邀到這麼一個巨大的題目裡面來。
巨大的問題需要巨大的回答，所以這裡我準備詳細講述一下現在人類對太陽系內各處開發的設想。各位不妨倒一杯茶，聽我慢慢道來。
圖片來自Pictures Solar System in Order
1. 開發月球
圖片來自Is the
Moon Really Stationary Why We Can"t See Darkside?
自亘古以來，月球就懸掛在夜空中，引起幾千年來人類無盡的遐思。當人類開始計劃離開地球搖籃，走向星辰大海的時候，家門口的月球當然就是我們的第一站。
1.1. 為什麼要開發月球
首先，人類開發太空的核心目的是把地球文明的火種灑向宇宙，並且在地球遭遇毀滅性打擊的時候，讓人類文明得以延續。所以，開發月球的一個重要目的就是建立月球殖民地。
開發月球最直接的好處就是資源。月球上有大量的氦3。氦3 可以作為核聚變燃料，而且沒有輻射，是人類文明未來的完美能源。100噸氦3可以滿足目前人類一年的能源需求，而月球的氦3儲量估計為100萬噸，就是說足夠人類使用1萬年（按現在的需求）。氦3 產生於是太陽的核聚變，隨著太陽風來到月球。在幾十億年的時間內，積累到了今天的豐富儲量。而地球的磁場擋住了危險的太陽風，同時也把大好資源拒之門外。此外，月球上的其他礦產，如鈦鐵礦，儲量也十分豐富。
最後，月球也是進行科學觀測和研究的理想地點。因為這裡沒有地球上大氣的干擾，也沒有讓天文學家抓狂的天氣現象，在月球上架設的大型望遠鏡可以給我們清晰的宇宙圖像。
1.2. 基地選址
月球的兩極是建立基地的黃金地段。月球的自轉軸和黃道面（所有行星的公轉平面）幾乎垂直，南北極圈半徑不到50公里。即使在極晝時，陽光入射角仍然很小。這就導致一些低洼處（如某些隕石坑）中永遠照射不到陽光，而一些比較高的地方（如山脈）卻能有不分晝夜的永久光照。這兩種地形對基地都是非常有用的。永久蔭蔽的低洼地區可以找到珍貴的水冰；而永久光照的地區是鋪設太陽能面板的好地方。
在月球的兩極中，南極的條件優於北極。距離南極點僅116公里的Shackleton隕石坑適合建立科研基地。隕石坑內的低溫有利於紅外線望遠鏡，同時它屏蔽地球無線電干擾的特點有利於射電望遠鏡。隕石坑邊緣有很多高地能得到持續陽光，可以建立太陽能電站作為隕石坑基地的能源。
圖片來自Shackleton (crater)
距離Shackleton隕石坑120公里，是高達5000米的Malapert山。它的頂峰總是在地球的視野範圍內。在這裡架設通信中繼站，既可以大面積覆蓋月球，也可以和地球聯繫。附近的Shoemake以及其他隕石坑有很大的陰影區，很可能隱藏在儲量豐富的水冰。南極地區的Aitken盆地是月球上最大最古老的衝擊地貌，為月球研究打開了一扇內部地層結構的窗口。
北極的Peary隕石坑也是一個理想的位置。這個隕石坑的部分邊緣有永久光照，所以溫度可以保持在零下50度左右，和地球上的極地溫度接近。這個隕石坑內部可能有水冰。
赤道地區的主要優點是有大量的氦3聚集。這是因為氦3來自太陽風，而赤道地區對太陽風傾角比較大。另外，從赤道發射飛船也相對容易。月球有緩慢的自轉，而赤道的自轉線速度最大。從這發射可以充分利用自轉提供的初速度。
月球的背面（遠離地球的一面）無法和地球直接通信。如果在這裡建立基地，我們需要使用運行在地球和月球的L2拉格朗日點的中繼衛星。月球背面的主要優點是氦3儲量比較大。地球磁場幫助月球正面擋住了部分太陽風，而月球背面是完全暴露的，能夠收到更多隨風而來的氦3。此外，月球背面完全不受地球無線電干擾，非常適合架設射電望遠鏡。
在環月軌道上建立基地也是一種選擇。在低軌道上，環繞月球一周只要兩小時，所以基地散失熱量的時間很短。而在L1和L2拉格朗日點上的基地總是能得到陽光，這就保證了穩定的能量供應。在太空中的基地需要以自轉的方式來產生人工重力。
1.3. 修建基地
月球基地需要應付月球上的嚴酷環境，解決很多問題。月球上沒有空氣，來自太空的微型隕石可以長驅直入，到達月球表面。沒有大氣層的另外一個後果就是晝夜溫差極大。 在345個小時的漫長白晝，溫度可以高達123攝氏度，而在354個小時的漫漫長夜，溫度可以降到零下153攝氏度。由於沒有磁場，月球沐浴在強烈的太陽和宇宙輻射中，這對人類是致命的傷害。
在月球上修建基地有很多方法，最簡單的就是直接把基地修建在月球表面。建築材料可以直接取自月球。月球土富含硅和鐵化合物，可以融成玻璃狀固體。這種月球玻璃有足夠的強度用於建築。為了達到保溫，防輻射和防微型隕石的目的，這樣的基地最後需要用月球土掩蓋起來。所以，希望看到下圖那樣充滿科幻風格的月球基地的同學恐怕要失望了。表面基地的一個理想地點是隕石坑。隕石坑的陰影地區可以幫助阻擋部分輻射和微型隕石。基地也可以採用人工磁場的方式來抵擋輻射。另外，月球表面的某些地區有比較強的局部磁場，也是建立表面基地的理想地點。
圖片來自NASA Moon Colony (page 2)
安全性更高的方法是把基地修建在地下。這樣的基地對溫差，輻射和微型隕石的防禦效果都不錯，但是同時也大大增加了施工難度。修建地下基地的步驟是這樣的。首先，用遙控的挖掘機在地下挖掘洞穴，然後加固洞穴以避免坍塌（可以使用加固礦坑的技術），在洞穴內壁鋪設一層隔熱材料，最後把可以自行封閉的居住單元放進去就大功告成了。
其實，月球已經給地下基地準備好了洞穴 - 熔岩管。在月球形成的早期，月球表面流淌著大量的熔岩。暴露在表面的熔岩很快冷卻變成堅硬的岩石，而內部的熔岩依然在慢慢流淌。在一些坡度較大的地方，岩石下面的熔岩可能全部流走了，剩下一個空空如也的管道。熔岩管在地球上並不少見，而在月球上也已經有熔岩管被發現。現存的熔岩管經歷了數十億年的時間考驗，十分堅固可靠。
圖片來自File:Thurston Lava Tube.jpg
1.4. 能源
太陽能面板可以提供月球基地所需的大部分能量。但是在漫長的黑夜，我們就需要別的能源了。通過氫氧反應把化學能轉化為電能的燃料電池是一個不錯的選擇。白天太陽能面板產生的多餘電能用來電解水，產生氫氣和氧氣，夜晚用氫氣和氧氣驅動燃料電池發電。考慮到日食和其他緊急情況，即使在有永久光照的兩極部分地區，燃料電池也是不可或缺的。
此外，核反應堆也是對太陽能面板和燃料電池的有效補充。
1.5. 運輸
在比較平坦的地形上，月球車可以作為最常用的交通工具。根據不同的用途，月球車有多種型號，比如小號的開放型到大型的密封加壓型。鐵路可以用在距離較遠的基地之間的交通。和傳統的鐵路比較，磁懸浮列車是比較有吸引力的。這是因為月球上沒有空氣阻力，磁懸浮列車可以達到地球上飛機的速度。
而在地形比價複雜的地區就只能使用載人飛行器了。
從月球表面到太空的運輸就代價就比較高了。一種節省燃料的新技術是電磁投射，這是一種不用火箭而是通過磁場加速的發射裝置。這種裝置的主要部件是大量沿著發射軌道排列的電磁鐵，依次打開電磁鐵可以讓軌道上的物體持續加速。當物體離開軌道時， 其速度已經達到了逃逸速度，可以離開天體的引力場。
圖片來自Mass driver
電磁投射器可以把貨物投射到地月之間的L1或L2拉格朗日點，然後再通過其他太空運輸工具（如太陽帆或離子火箭）把貨物運到地球或別的行星。
從月球到太空運輸的另一個方案是在月球表面和L1/L2之間建立太空電梯。
2. 開發火星
圖片來自Mars
在地球的夜空中，明亮的火星顯示出淡淡的紅色，所以在希臘和羅馬神話中，它總是和戰爭聯繫在一起。隨著望遠鏡的出現，模糊的火星影像點燃了人類對這顆紅色行星的奇妙幻想。在19世紀末到20世紀初，人們相信火星上布滿了用於灌溉的運河。他們甚至畫出了火星的運河地圖（見下圖）。這當然就意味著火星上生活著可以創造文明的智慧生命。從此，火星成了科幻小說和電影中外星人的大本營。
圖片來自Martian canal
在太陽系行星中，火星是太空殖民的首選。和其他行星相比，它的優點太多了。
2.1. 火星概況
火星和地球相似的地方很多，比如，
1. 火星上的一天是24小時39分35.244秒；
2. 火星的表面積是地球的28.4%，略小於地球陸地面積；
3. 火星的自轉軸傾角是25.19度（地球是23.44度），所以它的季節也和地球相似；
4. 火星上的一年等於1.88地球年；最後，火星上有水冰和液態水。
然而，火星並不適合人類居住。首先，它的大氣層十分稀薄，火星大氣壓只有地球的0.5%，而且只有0.1%是氧氣。其次，火星沒有地球這樣規模的全球性磁場，所以太陽和宇宙輻射可以直達火星表面。第三，火星的溫度很低，平均在零下87度到零下5度之間。最後，火星的重力只有地球的38%。我們知道長期的失重將導致肌肉萎縮和骨質疏鬆，但是火星的微弱重力對人體有多大影響現在還是未知的。
2.2. 飛向火星
飛向火星最節省燃料的方式是充分利用地球的公轉速度。採用下圖的Hohmann軌道轉移，以目前的化學火箭技術，從地球飛向火星需要9個月。
圖片來自Hohmann transfer orbit
採用更優化的軌道，只需要6到7個月就可以到達火星，但是對燃料的需求也會更大。這是現在化學火箭技術能做到的極限。如果要繼續縮短飛行時間，就需要改變火箭推進技術，比如核動力火箭理論上可以在兩周之內完成旅程。
載人飛船在火星著陸是一個難題。阿波羅飛船在月球上著陸的時候，採用的是噴射火箭減速的方式。而火星的重力遠大於月球，所以阿波羅的著陸方式不適用。火星的空氣過於稀薄，利用空氣減速的大氣制動技術也難以發揮效果。所以，我們需要為火星任務設計全新的著陸方式。如果碳納米管技術有重大進展，建立太空電梯是一個解決著陸問題的方案。
2.3. 和地球通信
當地球出現在火星天空的時候，火星基地和地球通信是很容易的。但是，當地球落到火星的地平線以下，就無法直接通信了。這種時候，就需要藉助圍繞火星旋轉的中繼衛星。NASA在火星軌道上部署了很多中繼衛星，也就是說，火星通信衛星網路已經存在了。但是，由於巨大的距離，兩地通信延遲為3 - 22分鐘（根據火星和地球相對位置），所以電話或實時聊天都是不現實的。
當火星和地球位於太陽兩端的時候，通信會被太陽阻擋。每一次兩顆行星運行到這個位置時，通信都會中斷一個月。如果在地球-太陽的拉格朗日點L4或L5部署通信中繼衛星，理論上可以解決通信問題。但是，部署在如此遙遠位置上的通信衛星很難達到所需的功率。此外，L4和L5的衛星雖然很容易達到穩定狀態，但是太空塵埃也很容易在這裡聚集，對衛星造成破壞。
一個替代方案是在火星上空部署中繼衛星。衛星帶有太陽帆推進引擎，讓自己運行在黃道面以外。這樣它就可以越過太陽，實現地球和火星的通信中繼。
2.4. 早期的火星探索
圖片來自Mars Direct | The
Mars Society
在大規模建立火星基地之前，需要進行多次探索任務，以獲取火星的大量詳細信息。說到火星探索，不能不提火星學會提出的Mars Direct（直達火星 Mars Direct | The Mars Society）計劃。以往的火星計劃往往需要極大的開銷和未來科技，如首先建立月球基地或者在地球軌道建造大型太空船。而Mars
Direct計劃提出使用現在存在的科技，用最小的代價獲得最大的探索成果。它是目前最為成熟的火星探索計劃。最近上映的電影《火星救援》也深受這個計劃影響，這一點從電影中的很多細節可以看出來。
計劃是這樣的。
1. 第一次從地球發射的飛船攜帶一個地球返回艙，經過6個月的航行到達火星。這個返回艙不攜帶宇航員，由機器人控制。返回艙攜帶8噸氫，小型核反應堆和化學工廠。
2. 在火星上安置小型核反應堆和化學工廠。化學工廠開始工作，用自帶的氫和火星大氣中的二氧化碳生產甲烷和氧氣。這個過程耗時10個月。
3. 在得到火星上燃料生產完成，並等到第一次發射後26個月，第二艘飛船攜帶一個居住單元和宇航員離開地球。宇航員至少要4人，這樣他們就可以分為兩組，進行不同的任務。飛船在飛行途中，採用自轉的方式產生1g的人工重力。
如上圖，居住單元和飛船主體分離，用纜繩鏈接。居住單元啟動火箭進行微小的推動，它們就可以圍繞共同的質心旋轉，產生人工重力。
4. 同時出發的還有另一艘攜帶返回艙的飛船。這艘飛船使用耗時8個月的慢軌道，所以它達到火星的時間比載人飛船晚兩個月。如果載人飛船著陸火星後，發現第一次的返回艙是完好的，第二個返回艙就會降落到其他地方。否則，第二個返回艙就會降落到第一個返回艙的位置。這樣保證了宇航員總是有一個返回艙可以使用。
5. 載人飛船到達以後，居住單元和飛船主體脫離。居住單元環繞火星一周，尋找著陸點信號，並確認著陸點安全。然後居住單元進入火星大氣，用氣動剎車的方式著陸到第一次返回艙的地點。
6. 降落以後，宇航員在火星上工作18個月，進行科學研究。在火星表面，他們使用一個小型的火星車作為交通工具。火星車的能源是前面製造的甲烷和氧。
7. 完成研究任務後，宇航員乘坐返回艙離開火星。發射返回艙的燃料仍然是前面製造的甲烷和氧。
8. 返回艙和飛船主體會和後，開始返回地球的航程。飛行途中，仍然採用自轉的方式產生人工重力。
9. 後續的發射任務間隔為兩年。每次同樣包括一個居住單元和返回艙。居住單元將降落在上次的返回艙地點，而返回艙將降落在新的地點。這樣就能逐漸擴大火星表面的探索範圍，為將來建立火星殖民地奠定基礎。
上面的圖片來自紀錄片《Mars Underground》（https://youtu.be/tcTZvNLL0-w）
2.5. 火星基地的選址
火星的南北極的優點是有隨季節變化的冰蓋，可以為人類基地提供水資源。然而在其他地區發現液態水之後，吸引力就降低了。
赤道附近的火山Arsia
Mons有巨大的天然洞穴。洞穴在抵抗輻射和隕石的性能都十分出色，所以可以在這裡建立地下居住區。另外，赤道附近可能有地熱資源。在Arsia
Mons內部有一些長度相當可觀的熔岩管。熔岩管可以完全遮蔽輻射，是建立基地的理想地點。
Valles Marineris是火星的大峽谷，長達3000公里，深達8公里。它的優點是峽谷內的大氣壓比火星表面高25%。
2.6. 火星的經濟發展
就像歷史上開發新大陸一樣，經濟是火星殖民地成長的關鍵環節。將來，火星可能成為糧食生產和為小行星帶開發製造設備的重要基地。然而，在火星的開發階段，最大的經濟問題是建立基地的巨大投資和地形改造。
火星基地的發展方嚮應該盡量消耗本地資源。在火星上，對人類生存最為重要的水/冰都不是問題。重要的工業原料，鐵，在火星上儲量也十分豐富。火星表面遍布著氧化鐵（這是火星表面紅色的來源）。但是，更有用的鐵礦是鐵鎳隕石，因為這種鐵礦比地面的氧化鐵更容易提煉。
對於火星農業發展來說，最重要的是肥料。如果我們最終也沒能在火星發現生命，那麼火星就沒有自己製作肥料的能力，火星土地就會非常貧瘠。唯一的選擇就是從地球輸入肥料，直到火星的生態環境改變到足以支持有機物循環。
太陽能可以成為火星基地的主要能量來源。由於距離太陽較遠，在單位面積上，火星得到的太陽輻射能量只有地球的42%，但是火星大氣十分稀薄，讓更多的太陽輻射到達火星表面，所以火星表面的日照能量和地球上的陰天相當。
核能可以作為太陽能的補充，但是這需要從地球輸入核燃料。由於核燃料體積不大，所以整體的運輸費用非常便宜。為了降低頻繁運輸消耗的能量，有必要在火星上建立太空電梯。下面是一個十分有創意的火星電梯設計方案。
電梯分為兩級。內層電梯連接火衛一（Phobos）和火星。火衛一被火星潮汐鎖定，總是用同一面朝著火星。這就為修建電梯提供了方便。
電梯的底部位於火星的大氣層頂部，距離地面大約60公里，並且以0.77公里/秒的速度圍繞火星公轉。由於這個位置火星自轉線速度為0.25公里/秒，所以電梯底部相對於火星地面的速度為0.52公里/秒。所以，向電梯裝載貨物的時候，需要先用電磁投射裝置把飛行器投射到大氣層頂部，然後，飛行器用自己的火箭引擎改變軌道，進入電梯底部的傳送站。
第二級是外層電梯，它從火衛一向太空延伸6000公里。外層電梯的頂端是一個發射平台，用于飛船著陸或起飛。在這個太空電梯系統中，火衛一作為一個中轉站。同時，火衛一上也可以建立工廠，使用本地的礦產為火星加工工業原料或者生產飛船的推進劑。
3. 開發金星
圖片來自Venus
金星是除了太陽和月亮以外，天空中最亮的天體。 金星的光甚至能在地球上照出影子。人類對金星一直充滿了美好的想像。在中國，人們把它稱為長庚或啟明；在古代希臘和羅馬，它是愛和美的女神。
然而，當人類看清金星的真面目的時候，才發現這是一個十分嚴酷的世界。由於大氣層中蘊含了大量的二氧化碳，它的大氣壓高達地球的90倍。失控的溫室效應把氣溫提升到了駭人聽聞的攝氏400多度，甚至超過了鉛的熔點。前蘇聯向金星發射過多個探測器，金星5,6探測器在高空18公里處就報廢了；金星7,8探測器成功著陸，並開始傳送數據，但是也只堅持了1個小時。
在金星表面建立人類基地無疑是不現實的，所以現在的開發設想都是在上中層金星大氣建立空中城市，以及一些富於科幻色彩的星球改造計劃。
3.1. 空中城市
儘管如此，和其他行星相比，金星還是有一些優點的。
1. 金星的重力達到地球的0.904倍，完全不用擔心低重力導致的肌肉萎縮和骨質酥鬆。
2. 距離地球很近，只有4千萬公里，從地球到金星的發射窗口很短（584天）。
3. 大氣中基本是二氧化碳。把空氣中的硫酸過濾掉以後，二氧化碳可以用來生長糧食。
4. 由於氮氣和氧氣都比二氧化碳輕，充滿氮氣和氧氣氣球可以漂浮在50公里高度。
在這個高度，氣溫是攝氏75度，大氣壓和地球接近。氣球中的氮氧混合氣體可供人類呼吸，所以這樣的巨型氣球成了漂浮的空中城市。空中城市有很多優點，比如氣球內外氣壓一致，即使氣球破裂，空氣泄露也十分緩慢，更不會爆炸。人在氣球外不需要穿加壓服，只需要攜帶氧氣，並且防禦高溫和酸雨就行了。
金星大氣中，這個高度有持續穩定的環金星風帶，風速是95米/秒。4天可以環繞金星一周。空中城市無法固定，所以只能被風吹著繞金星公轉。這種狀況帶來一個額外的好處。金星的一個晝夜是243天，長達121天的黑夜對依賴太陽能的空中城市是一個大問題。這個隨波逐流的方案縮短了晝夜周期，問題就自然解決了。另外，空中城市也不需要高強度的防風設計。
圖片來自NASA"s plan for our next world: a cloud city over Venus
3.2. 星球改造
要把金星改造成適合人類居住的星球，需要做的事情包括去掉金星上以二氧化碳為主的大氣層；降低溫度；建立和地球相似的晝夜循環。
圖片來自Should we terraform Venus first?
最直接的辦法是建造一個巨大的太陽傘，擋住陽光。如果把這個太陽傘放在金星-太陽的L1拉格朗日點上。一個遮蓋整個行星的太陽傘面積十分巨大。除了建造這個大傘的工程難度，保持它在軌道上的穩定也不容易。這個巨大的太陽傘受到太陽風的推力，很容易偏離，需要不斷調整方向。在這個太陽傘的遮蓋作用下，金星的溫度會逐漸降低，大氣中的二氧化碳會凝結成乾冰。乾冰可以就地掩埋或者運送到火星或木星的一些衛星。大氣中的氮氣在這個過程中自然保留下來。
另一個方案是從木星輸入大量的氫，通過Bosch反應（Bosch reaction）可以生成碳和水。這個反應需要大量的鐵質氣溶膠，可以從水星輸入。由於金星表面較為平坦，產生的水會覆蓋金星表面80%的面積。剩下的金星大氣壓為地球大氣壓的3倍。空氣會繼續溶解到水中去，所以氣壓還會下降。
金星的晝夜周期很長，這是金星的自轉速度決定的。要改變它的自轉速度，難度比改造大氣層還要大。這件事可以和消除大氣層的任務一起做。當大量二氧化碳變成乾冰後，在從金星表面用電磁投射方式把乾冰塊朝金星自轉相反的方向射入太空，可以提高金星的自轉速度。但這種方式需要的時間十分漫長，而且效果難以保證。所以，一個折衷的方案是用太空鏡把陽光反射到黑夜面去。
4. 開發水星
在太陽系裡，水星是距離太陽最近的行星。雖然亮度很高，但是它大多數時候都掩蓋在太陽的光輝中，能夠用肉眼觀察的機會不多。
圖片來自The meaning of the dream in which you saw ?Mercury
總的來說，水星的環境和月球比較相似。
- 水星沒有大氣。
- 水星被太陽潮汐鎖定，自轉周期和公轉周期比例為2：3。
- 自轉軸傾角很小，只有0.034度。
- 晝夜溫差極大。白天表面溫度高達427度，而夜晚會冷到零下173度。
- 兩極溫度常年低於零下93度，所以極地隕石坑有可能有水冰存在。
- 由於距離太陽很近，水星接收到很高的太陽輻射能量。水星表面單位面積的太陽能量是地球的6.5倍。
和月球相比，水星的優點是重力達到地球的0.377倍，足以防止低重力對人體造成的危害。
基於目前對水星的了解，水星的開發價值遠不如其他行星。水星嚴酷的環境使它註定不會成為人類的殖民地。而水星上是否存在有價值的資源，目前信息也不足。
和地球相似，水星有一個全球性的磁場，但是強度只有地球磁場的1.1%。這樣強度的磁場是否會阻擋來自太陽的氦3降落還不得而知。水星磁場有可能把來自太陽的粒子引導到兩極，形成兩個氦3高度集中的地區。水星表面富含鐵和硅酸鎂礦，在太陽系內天體中表面含量是最高的，而且 分布集中，容易開採。
水星距離太陽很近，位於太陽引力勢阱的深處，所以飛向和離開水星都需要消耗大量的能量。從地球飛向水星需要的能量甚至超過離開太陽系。不過這個距離也有一個好處：使用太陽帆引擎可以獲得更大的推動力。如果我們要把水星的礦產運出來，可以把飛船的太陽帆摺疊，用電磁投射器發射到太空，然後打開太陽帆。這種技術可以極大的降低從水星到金星的運輸代價。
5. 開發小行星帶
圖片來自NASA, ESA Telescopes Find Evidence for Asteroid Belt Around Vega
在火星和木星軌道之間，分布著大量小行星，估計數量超過50萬，所以這個地區被稱為小行星帶（或主小行星帶）。雖然這個數字看起來很大，但是分布在環日軌道上，實際上非常稀疏。從1972年的先鋒10號開始，9個太空探測器穿過了小行星帶，沒有發生過一次撞擊事件。實際上，小行星撞擊探測器的概率僅為10億分之一。
和開發大行星相比， 開發小行星有很多優點。
- 小行星意味著低引力。飛船在小行星上起降代價和風險都不大，對技術要求也不高。
- 由於數量巨大，探索和開採選擇範圍也很大。
- 小行星種類很多，化學構成差異性很高，可以滿足建築，燃料等多方面的需求。
- 有的小行星會飛到離地球很近的位置，開採這樣的小行星的代價比開發月球還低。
- 小行星可以成為一些需要真空和低重力環境的原料加工基地。
- 很多小行星含有大量的水，碳等對維持生態環境至關重要的物質。
我們可以在比較大的小行星上面修建採礦和加工工廠，然後用飛船把產品出口到太陽系內的其他殖民地。阿西莫夫曾經提出在中空的小行星內部建立基地的想法。由於小行星數量巨大，這些空穴可以容納大量的人口。
小行星帶中最大的天體是穀神星，它是一顆矮行星，直徑接近1000公里。小行星中比較大的包括灶神星，智神星等。它們都將成為開發小行星帶的重要基地。
同時，開發小行星的困難也不少，例如對人體危害很大的低重力，微弱的太陽能，強烈的宇宙和太陽輻射。此外，很多小行星只是岩石或塵埃的鬆散結構，根本無法降落。
6. 開發木星
圖片來自Natal Jupiter in the 1st House
木星是太陽系中最大的行星，它的質量甚至超過除太陽外其他所有太陽系天體的總和。古代中國把它叫做歲星或太歲，把木星在天空運行一周的12年周期（實際上是11.8年）定義為一個周天。在羅馬神話中，木星是神王朱庇特。而我記憶中木星的印象，卻是夜空中的笑臉（下圖笑臉中左眼是金星，右眼是木星）。
圖片來自Sorriso no céu: O encontro de Vênus, Júpiter e a Lua
6.1. 木星
木星是氣態巨行星（gas giant），外層是以氫為主體的大氣層；再往下是液態的氫；核心可能是液態和固態的金屬氫。木星大氣底層氣壓極大，以人類的技術無法深入，所以開發木星的方案是在大氣層頂部開採氦3。
下面是木星大氣的藝術想像圖。
圖片來自Jupiter by JustV23 on DeviantArt
在木星附近進行開發的一個主要困難是輻射。木星外核液態金屬氫的流動創造了高強度的磁場。這個強磁場和木衛 一（Io）釋放出的火山氣體相互作用，使木星成為一個巨大的輻射源。木星周圍的輻射強度遠遠高於行星際空間。
和金星一樣，我們可以在木星大氣中找到一個大氣壓和地球相似的高度，並在這裡修建空中城市和工廠，提取木星大氣中的氫和氦3資源。但是，這樣做困難很多，包括木星大氣中強烈的風暴。此外，木星大氣中的主要成分是氫，所以一點點氧氣泄露都可能導致災難性的後果。木星巨大的引力也會讓人類活動變得十分困難。
6.2. 木星衛星
圖片來自Jupiter"s Moons are Putting on an Amazing Show January 2015
木星衛星的開發價值也很大。在木星龐大的衛星家族中， 最具吸引力的是木衛二（Europa）。木衛二的表面是一層冰封的外殼，所以天文學家們一直認為，它的內部是巨大的液態水海洋。木衛二的火山活動為這個冰下世界提供著能量，很可能海洋中孕育了一個繁榮的生命世界。說不定有一天，我們在冰蓋上鑽一個洞，扔下魚鉤，就可以釣出外星怪魚。這樣一個海洋對人類基地的重要性毋庸置疑。它不但可以為人類生存和工業發展提供液態水，還可以電解提供氧氣。
由於表面的極度低溫和強烈輻射，木衛二表面並不適合建造人類基地。冰蓋下的海洋中是更理想的位置。也許有一天，我們會在木衛二的海洋中建立大量的水下城市。
木衛四（Callisto）是唯一距離木星較遠的大衛星，相對輻射強度也較低，是唯一可以建立表面基地的衛星。它將會成為木星開發的第一站。在木衛四上面建立的工廠可以為木衛二的開發生產機器和火箭推進劑。下圖是木衛四基地的想像圖。
圖片來自Callisto (moon)
木星軌道上同樣分布著大量的小行星，它們大多在木星的L5和L6拉格朗日點附近來回擺動。這些的主要成分是水冰和塵埃，也就是像彗核一樣的「臟雪球」。從這些臟雪球提取出來的水可以用於太陽系其他位置的基地建設。
7. 開發土星
在地球的夜空中，土星顯示出淡淡的黃色。在中國古人的觀念中，黃色屬土，所以把它叫做土星。處於類似的原因，土星在羅馬神話中是農神。土星優雅的光環，使它成為太陽系中外形最漂亮的行星。
圖片來自Real Pictures of Planets (page 3)
第一個發現土星光環的是伽利略。但是在他的比較原始的望遠鏡下，光環十分模糊，所以他把土星稱為長耳朵的行星。50年後，惠更斯用更先進的望遠鏡才看清了光環的本來面目。
圖片來自New gadgets are opening windows on reptiles
除了質量小了一些，土星和木星十分相似。它也是一顆氣態巨行星，深不可測的大氣中蘊含著豐富的氫和氦3。我們可以在它的大氣上層修建空中城市開採資源。同時，土星還具備一些木星沒有的優點。首先，土星不像木星那樣向外散發大量輻射；其次，土星的衛星系統具有極高的開發價值。提出Mars Direct計劃的NASA科學家Robert Zubrin曾說過，土星是未來的波斯灣。
在土星的衛星中，開發價值最高的最大的土衛六（Titan）。
圖片來自Titan (moon)
如果你來到土衛六，會看到非常熟悉的景象。這裡有河流，湖泊，海洋；天空中飄著朵朵白雲；微風在身邊吹拂；有時候，淅淅瀝瀝的雨水落下，水面上泛起一圈圈漣漪。除了溫度比較低（零下180度），其他的看起來都和地球十分相似。然而，和地球不同的是，你看到的一切，都是各種氣態和液態的碳氫化合物，大部分是甲烷。
圖片來自"Space Art"sanat癟覺lar
簡而言之，土衛六就是一個燃料星球。當然，如果我們不想讓溫室效應把地球變成第二個金星，就不能把這些甲烷都搬到地球上去燒。但是，我們完全可以把這些燃料用於太陽系中各個地區的基地建設和飛船驅動。
要開採土衛六，需要在它的表面建立開發基地。顯然，土衛六是不適合人類居住的，所以基地必須是密封的建築。在這樣的低溫環境下，建築的主要功能是供熱。土衛六大氣壓是地球的1.5倍，所以建築內外氣壓差不大，工程難度就比月球那樣的真空環境降低了很多。但是，建築的密封非常重要，輕微的氧氣泄漏就可能引起大爆炸。
由於低溫，土衛六的空氣密度是地球的4.5倍。藉助空氣動力的飛機可以獲得更大的升力，甚至人力扇動翅膀也可以飛起來。
然而，土衛六的重力只有地球的13.8%，比月球還低。長期居住在這樣的低重力環境對人體的傷害是不容忽視的。
8. 開發天王星，海王星，柯依伯帶和奧爾特雲
圖片來自Neptune
天王星和海王星是冰巨行星（ice giant）。它們濃厚的大氣層中也有豐富的氦3資源，可以用空中城市進行開採，也可以把基地建立在它們的衛星上，用遙控的機器人飛船開採它們的大氣資源。
海王星的衛星海衛一（Triton）有強烈的地質活動，天文學家懷疑內部可能有液態水和氨的海洋。如果把內部的地熱引到表面，就可以為海衛一基地提供能量。
海王星軌道以外的廣大區域，分布著大量的岩石，冰（固態的水，甲烷和氨），和一些矮行星。被降級的冥王星就在這裡。它的寬度是小行星帶的20倍，總質量估計是小行星帶的上百倍。這就是柯依伯帶。
柯依伯帶之外，是一片一直延伸到0.03光年以外的空曠地帶。而這個地帶之外，分布著無數以冰和塵埃為主的小型天體，在遙遠而黑暗的太空深處緩緩遊動。這裡是奧爾特雲，太陽系中彗星的主要來源。太陽系的其他天體都在黃道面上運動，而奧爾特雲不一樣，它是一個球形，從各個方向把太陽系包裹起來。奧爾特雲範圍很大，一直延伸到2光年以外，這是太陽到比鄰星的一半路程。
很多天文學家認為，未來人類的理想定居地是海外天體（Trans-Neptunian Objects）。這裡的海外是指海王星以外，包括柯依伯帶和奧爾特雲，不是出國移民的意思。弗里曼 戴森（記得戴森球嗎？）就持這種觀點。
海外區域有上千億的冰質天體，它們包含對人類發展至關重要的水，氨，碳化合物和氦3。建立在矮行星上的人類基地可以使用氦3核聚變的能量，從矮行星開採水和其他礦物。由於矮行星的低重力，開採它們的內部資源非常容易。
在這個地區定居的另一個重要優點是，由於距離太陽很遠，太陽輻射已經很低了。所以，基地完全可以建立在星球表面。考慮到低重力對人體的損害，另一個方案是把基地建立在矮行星內部。具體方法是，把矮行星內部掏空，在空洞中心放置人造太陽，然後把城市修建在洞壁上。矮行星自轉的離心力可以起到人工重力的效果。
圖片來自Bernal sphere
到這裡，人類已經完成了征服太陽系的任務，但這只是人類邁向太空的第一步，我們還要把人類文明散布到鄰近的恆星系。距離我們最近的比鄰星很可能也有自己的奧爾特雲，那麼從我們的奧爾特雲基地出發，不需要使用科幻級別的飛船，就可以慢慢遷移過去，開始星際殖民的征途。
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這篇回答的大部分內容來自Wikipedia，大家有興趣可以去閱讀。
參考資料
- Moon, Moon
- Mars, Mars
- Colonization of the Moon, Colonization of the Moon
- Colonization of Mars, Colonization of Mars
- Colonization of Venus, Colonization of Venus
- Colonization of the outer Solar System, Colonization of the outer Solar System
- Exploration of Jupiter, Exploration of Jupiter
- Colonization of Europa, Colonization of Europa
- Callisto (moon), Callisto (moon)
- Colonization of Titan, Colonization of Titan
- Colonization of trans-Neptunian objects, Colonization of trans-Neptunian objects
- Mass driver, Mass driver
- Mars Direct, Mars Direct | The Mars Society
- Space Colonization Using Space-Elevators from Phobos, http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20030065879.pdf
- Hohmann transfer orbit, Hohmann transfer orbit
瀉藥，這樣大的問題真不知道呢，對不起。 可以參見《中國至2050年空間科技發展路線圖》，中科院把技術前景寫得很詳細的樣子。
覺得首先是得突破大載荷的可回收天地往返航天器，如果採用化學火箭的話，必須再突破防熱問題，才能實現第二級火箭的回收，當然現在第一級火箭回收的技術基本突破了。
這不代表可回收化學火箭就能一路順風，即使能飛到近地軌道，星際轉移仍然需要比較多的速度增量，另外在高重力星球起降難度也很大，這裡就需要離子發動機（最好是核電推進形式的）；在軌燃料加註和在其他星球生產化學燃料等技術。這樣才能基本完成SpaceX殖民火星的初步設想。
在運載能力初步突破後需求自然會大量增長，尤其是地球衛星數量會大量上升，太空生產特種材料，藥物初步推開，適當開採小行星上的高價值礦物等等。但是現在還無法預見在火星，月球上有什麼可靠的經濟需求。
可預見的未來最有可能是一種半吊子狀態吧，就是可回收火箭，離子發動機等技術成熟，但在火星上生產燃料比較困難，人類可以輕易到達近地軌道與小行星，可以在一定成本壓力下到達月球表面。這不算完全實現星際移民，但能算上比較突破了吧。
當然如果採用其他的技術路徑，腦洞還可以開得更大一些～先貼一篇文章 http://www.jhuapl.edu/techdigest/TD/td2702/mcnutt.pdf 實在是無力翻譯。這篇文章參考了當下人類經濟建設水平，提出了未來 100 年內可能達成的太陽系探索成就。截取一段規劃貼在下面：
2020 James Webb 空間望遠鏡發射到第二拉格朗日點（地球背面那個）
2023 火星探測返回計劃
2025 Crewed expedition to a near-Earth object to demonstrate hazard
mitigation
2025 海王星探測
2030 永久月球基地
2030 載人火星探測
2035 外太陽系（氣態行星）探測返回計劃
2050 木衛四載人返回計劃
2075 土衛二載人返回計劃
2080 永久火星基地
2090 海衛一載人返回計劃
由此可見，100 年內人類並不會有太超乎想像的發展。對於太陽系內每一個行星，難度：探測 &< 返回式探測 &< 載人返回任務 &< 永久基地（如果有必要的話）。永久基地一定有對應的發射場地用於運送人員物資，自然也會發射相應的環繞衛星。 開採和利用能源十分重要，甚至是作為行星間旅行的基礎。所以短期內月球能源開發是一定會先刷出來的一個技能點。之後火星能源開採，氣態行星能源開採也是早晚會達成的成就。氣態行星全是氫和甲烷啊，就是免費的大電池啊。可控核聚變技能點達成之後很可能會大大刺激外太陽系探測計劃。屆時四顆氣態行星很可能作為能源基地得到開發，而相應的衛星上則會建立永久基地，相關拉格朗日點也會建立一些基地（用作科研的可能性更大）。水星金星環境惡劣，離太陽近，無法居住，但是有可能被作為某些條件苛刻的重工業基地。不過大多數重工業仍然會停留在地球附近，這個後文再說。至於冥王星，由於極其寒冷，可以用於長期保存歷史資料文件（劉慈欣的推理是很講邏輯的）。 關於地球的發展比較難預測。可以肯定的是在可預見的未來里地球都會成為最重要的母星。對地球了解、控制和掌握會很快提升，直到人類達到 I 型文明的水平（目前大約是 0.7 型）。再貼一個鏈接 2250 | Future Timeline ： 預計 2250 年人類將達到 I 型文明：
屆時人類將完全掌握地球內外的物理規律並能隨意控制天氣等因素，人類、生物進化歷史得到了極好的完善，人類曾經造成的傷害與污染被簡單修復。生物、物理、化學融合為同一門學科，與極度發達的計算機和 AI 相結合為人類提供服務。可能所有生物都經歷了基因改造，或許人人有腦機介面……人類將能夠建立極其浩大的工程，可能地球的表面將被人造事物完全覆蓋。人類對於能源的使用與索取到達了新的水準，地球表面變得明亮甚至發紅。那時國家的概念不復存在，所有人說著一種混合著中日英語的語言。
水星金星附近會建設基地，火星地貌會得到極大的改善，月球可能已經成為一個新的大洲，在月球上（可能還有地球）太空電梯延伸到靜止軌道的軌道環（如果穩定的話）。地球可能也會有自己的靜止軌道環，和一些漂浮在低空快速繞轉的線/片狀空間基地（也許是工業/農業園區）。
好了腦洞繼續，再說說未來兩百年之後的故事。The Far Future：
2300 人人可以擁有超能力（基因改造/納米機器人）
2500 火星正式變成地球 2 號
2550 500 年前排的氮氣被全部回收
2600 塑料等污染消失
2700 金星地球化
2880 某顆叫 1950DA 的小行星可能會撞地球——哇好大一座礦山飛過來了，快去開採啊！！
3000 人均身高 2m+ 壽命120+，柱子（支撐用建築）消失
3100人類達到 II 型文明，已經完全征服太陽，可以建造戴森球。
……
之後真的沒法預測了，或許殖民其他星系就像100年後殖民月球火星一樣簡單？
不過還是可以開一個腦洞的：超大型粒子加速器
劉慈欣說要建環日的加速器，當時的人類一定有能力和財力去建設，但是環形加速器相比直線型的要耗費極大的能源（是直線型的 γ^2 倍大概）。而唯一優勢就是方便運作管理。物理學發展是停不下來的，加速器只能越建越大越建越燒錢。很多人在宣傳反物質，主要是因為反物質現在看來沒有太大的技術難點。不過對於 1000 年以後的 II 型文明來說哪個更方便真的不知道。或許我們已經能直接從真空榨取零點能，或許能輕而易舉的將簡併態物質封裝在一定的體積之內，或許我們已經找到了星際旅行的捷徑……
前面有幾個錯誤改正一下，首先柯伊伯帶在海王星附近，這裡應該是小行星帶，處於火星和木星軌道間。
更新：
小行星開發的時間表應該是現在到火星登陸前的這二十年，但是要想這麼短時間就建立起基礎的太空工業體系不太現實，好消息是民間航天企業發展很快，spacex和blue origin都基本實現了火箭回收的技術，所以一旦技術成熟，可能增速遠超我們的想像。
再說到空間站的建設，帶動的產業轉移和人員流動，可能創造出第一代的新人類，他們不是移民，富有強烈的開拓者精神，這是大開發的真正開始，而時間應該是第一期大型空間站二十年左右，一代人的時間。這時候距離首次登火應該有半個世紀了。
這應該就是上個時代的結束，而在這之前，火星的前進基地有了一定的規模，擁有常駐人口和基本自給自足的能力，小行星帶有空間站和勘探人員，有小規模的開採能力，原料向火星輸出，月球開發較少，只有一些科學實驗在其進行，比如聚變實驗和射電望遠鏡，但是地月軌道上應該很熱鬧，作為近地小行星開發的中轉站，原料加工和期貨交易讓大量的採購商和經理人集中在此，可能會在軌道上建起電磁彈射軌道等低成本的原料傳送設施，作為基礎建築的一部分，為將來大規模淘金潮做好準備。
能源問題徹底解決以後，大概技術儲備和完善可能只需要十年的時間，畢竟我們都有了如此豐富的空間開發和技術應用的經驗，剩下的部分甚至我們都不用去想，因為任何想像可能都沒有真實那麼宏偉。
活在這個時代真是一種莫大的幸運，無論活的多麼平庸和失敗，總是能看到夢想悄悄成真。
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開發太陽系大概要這麼幾個前提，低價能源，技術普及，高回報。目前來說，阻止我們開發太陽系的主要是回報率，技術和能源方面問題倒不是很大，不過假設商用核聚變需要五十年才會出現，也沒有太空電梯一類的黑科技，此前主要還是以傳統能源為主，太陽能和原子能為輔。近地小行星的開採一直作為一種太陽系開發的先行方案，而技術和能源方面都已經有了論證很久的基礎。假設以這個項目為跳板，先發展太空採礦產業，下面有一些礦業的資料，來自百度百科
現代採礦事業不再僅僅是在地上挖掘，需要許多不同領域的專門人員。直接或間接地加入到採礦行業中來，包括工程師、實驗室技術人員、地質學家、環境科學家等，除了直接在礦山工作的人員外，還有許多專業人員為採礦業服務，例如會計、律師、營銷人員、公關人員等，還沒有算上成千上萬的礦山機械生產和維修人員。
採礦業僱員的工資一般較高，尤其是在邊遠地區的礦山工作，根據美國勞動統計局的調查，煤礦工人的工資要高出平均工資的30%，在採礦業工作的大學畢業生或地質工程師平均年工資為8萬美元。
在採礦業一般只能工作到46-50歲，但目前到大學學習採礦業的人越來越少。
可以看到，礦業可以帶動和太空有關的新興基礎產業發展，比如太空製造業，行星地質勘測，還有助於培養太空開發有關的服務行業，可能整個產業鏈可以養活不少相關從業者，為下一步開發提供人才和環境。
假設小行星開發為開發者提供了巨額的利潤，傳統採礦業紛紛進入，逐漸形成了地月小行星工業帶，但是能源問題開始凸顯，地球能源價格上漲，回報率在逐漸下降，這可能促使有實力的開發者尋找新的採礦場和能源產地，最近火星有發現液態水，而且官方也有火星任務，可能開發者會利用這個機會去探索火星和柯伊伯帶的礦產資源，假設火星探索者2035年出發，開發者隨之在火星上建立新礦業，利用火星的水資源開始建設火星前進基地，當然這個過程是緩慢並且小規模的，在這幾個過程里，地球的太空產業人員開始向火星和近地流動，這必然會催生近地大型空間站的建設，有了礦業所儲備的製造業工程和技術能力，空間建築行業很可能被快速孵化，同時封閉維生系統等次級產業也開始萌發
並非專業人士，只不過讀了這麼多年的科幻小說，不寫點東西還真是手癢，問題很多，歡迎大家批評。
有人看就繼續寫咯B-)
謝邀，可預見的未來開發火星和小行星在技術和經濟上都靠譜，NASA 完成研發開始立項造船了。
當年為阿波羅登月而發明的大量技術和產品現在已經成為廉價日常工業品，使得當代的航天器研發製造成本遠遠低於阿波羅登月的時代，同樣的經濟投入可以支持大的多的項目。考慮到設計比製造貴幾倍、載荷比火箭貴幾倍、電子系統比結構件貴幾倍、加工組裝比材料貴幾倍、材料比燃料貴幾倍，當代航天器的成本仍然遠遠沒有降到物理極限。電子信息、機器人、3D列印等技術的發展還可以進一步大大壓縮航天器的單位成本、在投資規模不變的情況下提高航天器的產量。
薄膜太陽能電池、電力電子技術、化合物半導體這些新能源發電投資熱潮的產物使得離子發動機（以下簡稱電推）成為主流的航天器動力。在小行星帶以內的日照條件下，對於時間要求不嚴（幾個月到幾年）的探測器或貨船，電推可以取代核動力，把深空航行的成本降低到與地球衛星相當的程度。電推類似於質譜儀或電焊機，用高壓電把氙氣、氨水、塑料、金屬等工質電離後形成離子束高速噴射出去產生推力，比沖達到1000~3000，工質消耗量少。而且工質不含高能種類廣泛，可以就地取材。CIGS薄膜太陽能電池和氮化鎵電源晶元的耐輻射壽命也長到變態，有可能做到航天器在補加工質之後反覆使用，成為行星之間往返的廉價貨船。像現在的海運集裝箱貨船一樣，慢一點但是很便宜。
有了廉價的貨運，在火星建立考察站的成本已經接近現有的國際空間站（飛往國際空間站的大部分飛船都是貨船，換人的次數相對少的多）。
下面進入開發當地資源的環節。
火星有二氧化碳、水、土壤，可以種植食物，像《火星救援》裡面的情節一樣，實現部分自給。注意現在的國際空間站完全沒有自給能力，吃喝都靠火箭送。因此有部分食品自給能力的火星考察站維持成本低於國際空間站，達到這個目標就意味著開發火星已經越過了啟動門檻。隨著更多的設備逐漸抵達火星，能在當地自給的物資種類越來越多，維持成本會越來越低、開發規模會越來越大。
小行星成分類似隕石，碳質的小行星有碳質球粒和氨水冰，也有可能建溫室種莊稼住人。鐵質的小行星類似隕鐵，有鐵、鎳、貴金屬。而且小個頭的小行星引力很小，有些還處於亂石堆狀態滿地碎塊。因此電推貨船可以在小行星上直接起降、抓取礦石，甚至當加油站補充工質。
如果電推貨船「燒」金屬工質，用發動機當質譜儀可以直接把各種貴金屬離子從束流里分離出來回收。到了停泊在空間站大修的時候，直接把金條從發動機上拆下來付維修費。
目前根據同位素測試結果，現在地面上的金、鉑來自隕石（地球自帶的都沉入地核了）。而且天然金、鉑形狀也類似隕石，這暗示著也許有純金的小行星隱藏在小行星帶的群星里等著淘金者光臨。
NASA"s Journey to Mars
NASA的載人登陸火星計劃已經立項並完成了主要飛行器的研發。
http://www.nasa.gov/exploration/systems/sls/index.html
2015年，跟土星5號體量相當的巨型火箭Space Launch System(SLS)初步完成了發動機試車和箭體樣件製造，開始進入總裝測試階段，2018年首飛。貴到出名的太空梭主機SSME RS-25被3D列印復刻，成了比著名廉價機型RS-68更便宜的白菜貨。
Asteroid Redirect Mission
2020年代，NASA將在載人登陸火星之前進行捕獲和載人登陸小行星。第一部分，用大功率電推貨船從近地軌道出發，登陸某個亂石堆小行星，抓一塊幾噸的大石頭拖回地球軌道。第二部分，宇航員乘坐Orion載人飛船登上去採樣。大功率電推貨船和載人飛船測試好了，以後往火星送貨送人都有保障了。
The Real Martians
2030年，NASA載人登陸火星將正式開始。電影《火星救援》由NASA與製片方合作，背景設置在2030年代，基本上如實反映了技術路線和投資規模。除了上述的火箭和飛船之外，在火星建立考察站生存的主要技術已經在國際空間站和地面完成測試。
《火星救援》沒來得及拍一個重要的橋段：高氯酸鹽水，主角像熬硝土做鞭炮一樣提煉高氯酸鹽摻上土豆泥做固體火箭燃料，然後像萬戶一樣抱著RCS坐著大炮仗上天和救援飛船對接。
順便安利一下科創航天的衛星項目，其中包括燒金屬工質的電推，招聘學物理和電子的同學。[招聘]絕對難得一見的項目：我們一起發射衛星
呃，謝邀
這個題目太大了
開發太陽系需要幾個前提
1）廉價的運輸系統
目前LEO入軌價格還高達2萬美元的情況下，一切無從談起
2）長期可靠的生命維持系統
ISS國際空間站就是為了這個目的
3）就地取材的自我生產系統
建築材料和各種簡單機械生產系統，3D列印可以成為未來的主力
以上三個條件大約需要100年時間
然後就可以拿火星練手，開發到美國建國時期的水平，但有可能出現火星獨立運動，徹底失控地球都沒好好管理開發，搞太陽系。。。早著呢。。。
我看你球上的人類還有點想法的嘛？其實你們問我，我可以回答你們一句「無可奉告」，但是你們又不高興。那我就簡單說兩點好了。
一、水能載舟，亦可賽艇。
在你球的科技樹上，太空中是真空的，是沒有介質的，我就明確的告訴你們，有介質，你們非常熟悉的那一些球理論，但你們畢竟還圖樣，明白我意思吧？雖然太空中不能傳播聲音，但是可以傳播光線，熱量，礦泉水瓶，蛤蟆等等等。但這還不是我要說的關鍵啊，關鍵是這種介質像你球的水一樣，不僅能當介質，還能用來生成能源，這是用來推動空間飛艇星際穿越的一種重要能源。所以別看你們這些小年輕，整天想搞個大新聞啊，把我批判一番，看起來很厲害但是有什麼用呢？西方的哪一個星系我的賽艇沒有去過？你們呢，到現在還在太陽系轉悠 ?Θ????Θ?
二、太陽系的經驗
你們啊，很多人都覺得，時間對於每個人來說都是一樣的，每個人每天都是24h，實際上這是不對的，太陽系的很多地方，時間流逝的速度都不一樣，就算是你們地球也是這樣，不然你們回想一下小時候喂？課堂上一節課45min，那都是要磨死人的！打遊戲逛街吃火鍋的時候，幾個小時隨隨便便就過掉了，你們中還有人覺得是什麼因為人長大了多了一些人生的經驗，所以只是感覺上時間越來越快，真是圖森破！我作為長者我說什麼了嗎？啥玩意兒啊，我就明確的告訴你們，冥王星上有一個來訪的科學家叫華芝士，他有一篇文章《空間與時間流逝關係研究——以太陽係為例》，有興趣的人可以去找找，比你們啊不知道高到哪裡去了！他還要和我探討一下，我們談笑風生。所以啊，你們趕緊去找找這種時間流逝慢的地方，不要再過來搞個大新聞啦！ ?ΘДΘ?
地球：人類遺址保護…球？
戴森球。榨乾太陽能源。太陽系其他的能量不如太陽本身的吧！然後充分發展一切可能。精神化人類文明。
戴森球
太陽以前是比現在暗，溫度也沒有現在高。那個時候太陽系第三行星並沒有適合生物存在的條件，而離太陽最近的那顆有，它是太陽系第一批有生命的星球。又過了很長時間，進化出了智慧生物，它們創造了文明。又過了很長時間，太陽變得越來越亮，溫度也越來越高，第一行星的環境越來越排斥生命的存在，直到完全消失。 又過了很長時間，第二行星有了生命的跡象，也進化出了擁有璀璨文明的智慧生物，但最後還是和第一行星一樣，又死氣沉沉了。沒錯，太陽又比以前更亮，溫度更高了。 又過了很長時間，這時，第三行星出現了液態水，逐漸漫過了裸露的石塊，佔據了這顆行星一大半的面積，生命由此發源。經過了好長時間的溫潤，這顆行星看起來非常漂亮，智慧生物也遍布行星的各個角落。這顆美麗的星球好像令太陽也陶醉了，也溫柔了不少。過了一段時間，這些智慧生物們走出了自己的星球，並在第四行星著陸，還有它們的衛星，看起來很聰明不是么。按照先前的規律，去第四行星的確是它們生活下去的必然，但那也是很長時間以後了！
如果是這樣的話，太陽系最後也得丟棄！
開發銀河系，或者去更遠的地方！
！！！！！！！！！！！！！！！！！
太激動了，終於有人贊了我，第一個回答第一個贊，謝謝啦
第一階段，
處理好中美關係
太陽系只能短暫的開發，飛出太陽系是更大更美更有意義的事。
2193年，環月球粒子加速器建成並投入使用。
2209年，聯合國總部遷往火星安吉洛城，該城市成為第一座由聯合國管轄的獨立城邦，人口逾2400萬。
2221年，海里米德實驗開採基地因設備大範圍故障被太陽系開發銀行回收拍賣。
2251年，加勒比海底城中心廣場發生爆炸，活躍於金星南極地區的極端組織宣稱對此次事件負責。（2222年，4688名科學家與工程師被派往金星南極的長庚小鎮，負責維護金星工業體系的正常運轉。 2224年，北約在長庚地區建立軍事基地。 2226年，因長期的信息閉塞和供給不足，加之頻繁的製冷系統崩潰，吉布森上校在長庚建立了極權組織。 2230年，長庚組織被聯合國定性為恐怖組織。同年，該組織奪取了4處鉬礦和3處鈾礦的運營許可權。）
2254年，奧古斯特共和國宣布脫離俄聯邦，成為火星第一個脫離地球政府統治的獨立國家。
2260年，火星實現糧食自給。
2266年，因金星地表劇烈的火山活動，多家在金工廠遭受巨大損失，無人員傷亡。
2273年，攔截者四號成功回收旅行者一號。同年各國簽訂《奧爾特雲協定》，禁止任何組織或個人發射人類文明的產物到達太陽系以外的區域。
2275年，中華土衛一自治區駐軍引爆了一顆即將撞擊土星的小行星。保護了340萬在土衛星居民的生命及財產安全，維護了多家在土衛星企業的經濟利益。向全太陽系展示出一個負責任的星際大國形象。
2279年，地球人口總數降低至50億之下。
2285年7月，新奧都威獨立運動爆發。獨立武裝佔領非盟駐火星總部。
2287年12月，日本艦隊偷襲火星獨立聯盟太空港，第一次星際戰爭（第三次世界大戰）爆發。
2288年1月，火衛一在火衛一戰役中被摧毀，地球聯軍慘敗。
2290年，火星GDP首次超過地球。
2293年/火曆元年，火獨聯艦隊登陸月球，與地球聯盟簽訂停火條約。
火歷11年16月，沿水星軌道建造的戴森環被指控違反《奧爾特雲協定》（火歷四年修訂），在輿論壓力下被迫停工。
火歷14年，地球植被覆蓋率恢復至工業革命前的水平。
火歷32年，木衛二開發公司為其150萬員工建立了首座太空城市。
火歷88年13月，曼哈頓遺址申遺成功。早就已經在開發了，甚至比人類首次登月都要早。。。火星殖民地的建設與小行星帶之間的開採很早就在進行了。只不過規模不是很大，目的也不是為了給地球供給能源什麼的，而是為了防止未來地球可能發生的災難做準備，使人類不至於滅絕。。。早在50年代，自由能源就已經研究出，只不過不能透漏給大眾罷了，原因自己想。當然，你也可以把我說的這些當小說看，無所謂。
二維化…
1.開發衛星礦，可以錨pos，在裡面停放艦船、物資等
2.開發行星礦，所謂種菜
3.開發小行星帶，挖礦，打掉外星人，並打撈他們的殘骸，研究技術，同時，藍星統治部會給予積極打怪，哦不，消滅外星人的飛行員以現金獎勵
4.倚靠衛星、行星建立空間站為飛行員進行補給
5.若想獲取其他開發方式，請加入EVE星戰前夜，歡迎私信我加入我們軍團
_(:зゝ∠)_
戴森球什麼都弱爆了，應該直接去太陽上挖煤。
什麼？不信？你說太陽上沒有煤？往下看。
隨著我們偉大祖國建設的飛速發展，能源問題日益突出，要發展，我們就要開發新的能量來源，在此，我鄭重提出：向太陽進軍！向太陽要能源！在太陽上挖煤！
本報告分三個部分:
第一部分：論太陽上有沒有煤
一些資產階級學者認為，組成太陽的主要元素是氫和氦，這簡直是不明物理，亂說一通。我們隨便找來一個充滿氫氣的氣球，用火點燃它，氣球確實會劇烈燃燒，但它持續的時間非常短暫，如果太陽是由氫和氦組成，氦氣不會燃燒，而氫氣在太陽上即使貯量再多，太陽燃燒的時間也決不會很長。
太陽也不會是由液體燃料組成。如果是液體，眾所周知，液體具有流動性，那麼這些組成太陽的液體會流滿整個天空，我們看到的就不會是太陽這個火球燃燒，而是整個天空都在燃燒了。
所以組成太陽的既不會是氣體，也不會是液體，而只能是固體。固體能燃燒的，有木柴和煤，然而前者燃燒時會發煙，但我們誰曾看見太陽冒著濃煙從天空掠過呢？所以組成太陽的主要物質只能是煤，而且是優質的無煙煤。
第二部分：論能不能挖太陽上的煤
資產階級學者還鼓吹：「沒有太陽，地球上就不會有風雪雨露，也不會有草木鳥獸。」甚至還說：「沒有太陽，就沒有我們這個美麗可愛的世界。」太陽的作用真的這樣重要嗎？太陽就真的如老虎屁股，一點兒也不能動嗎？實踐是檢驗真理的唯一標準！生活常識告訴我們：太陽，它只是在充滿溫暖和光明的白天發光，而在寒冷、黑暗、最需要光和熱的時候，太陽，卻不知躲到哪裡去了！從這個意義上講，太陽的作用甚至遠遠不及在黑夜裡發微光的月亮。這些資產階級的所謂學者拋出這種聳人聽聞的太陽至上的論調其實別有用心，其目的在於阻撓別人對太陽上能源的開發利用。但他們忘記了任何偽科學的東西都是經不起推敲的，唯心的反動鼓吹其結果只能是在真理的厚牆上撞得頭破血流。
第三部分：論如何在太陽上挖煤
我們都知道，太陽無時無刻不在燃燒，那麼怎樣才能在太陽上挖煤呢？要回答這個問題，筆者想先講一講自己年輕時的經歷。那時筆者身在東北，三月植樹節時響應號召植樹造林。三月的北疆，土地尚未化凍，一鎬掄下去，只能砸出一個白點。但困難嚇不倒我們，我們砍倒大樹生起了一堆堆篝火，讓火把土地烤暖後移開它再挖。就這樣邊燒邊挖，邊挖邊燒，終於勝利完成了光榮而艱巨的植樹任務。
今天我們要在太陽上挖煤，就可以用到這個在激情燃燒的歲月中積累的寶貴經驗。太陽上雖然燃燒著熊熊大火，但火不是可以用水來滅的么？難能可貴的是離太陽最近的一顆行星就是水星，水星水星，顧名思義，就是一顆充滿了水的行星，那上面煙波浩淼，水資源可謂取之不盡，用之不竭。我們完全可以取水星之水局部地滅太陽之火，然後在已滅火的太陽局部表面上迅速地挖煤。就這樣邊挖煤邊滅火，邊滅火邊挖煤。
雖然水星上水資源豐富，但本著節約的原則，我建議最好是利用早晨和黃昏這兩個時間段搞生產。因為在這兩個時間段里，太陽的溫度不是很高，火勢不是很猛，這時生產作業不但可以節約水資源，而且還提高了安全係數。並且在這兩個時間段里，太陽離地表最近，也便於煤的運輸，如果在正午生產，大大增加了水資源的消耗和提高了運輸成本不說，如果煤塊從高空跌落，還容易造成勞動人民生命財產的損失。
結語：不怕做不到，只怕想不到，只要我們解放思想，開動腦筋，一切東西都可以拿來為社會主義建設服務。正所謂：中華兒女多奇志，敢叫太陽變煤田。
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轉自百度轉基因吧@可比克之戀，侵刪
附原文鏈接http://tieba.baidu.com/p/3438931651
埃隆·馬斯克（Elon Musk）說他打算在火星退休，這個問題適合邀請他來回答。
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