地球資源夠不夠外星人來一次的油費？

01-11

宇宙的資源多的超乎你想像。以下分析不考慮異國情調的幻想，而是談現實合理的思考。

先說燃料問題吧，能星際飛行的不可能燒煤、燒石油。至少也是核聚變，核聚變燃料可以用氫、氘、氦3（聚變能量最強）等。而地球上的氫主要存在於水裡，需要耗能的電解去分離出氫。氚是氫的同位素，從氫或者水等含氫物質里進行同位素分離提取，參見重水。氦3是氦的稀少同位素，由於地球的位置離太陽比較近。氦的密度又比地球大氣低的多，所以地球上的氦基本都飄到地球大氣邊緣逸散到太空了，地球上的氦主要來自天然氣的雜質，而氦3更是少之又少（比黃金還少得多）。月球上的氦3分散在月球土壤里，要提取也挺折騰的。可以說地月系統根本不適合大規模補充燃料。

那太陽系裡什麼地方最適合補充燃料？我覺得是木星，眾所周知木星是太陽系最大的行星，質量是地球的317.8倍！主要由氫和氦構成，而地球主要是硅酸鹽和鐵鎳構成。這意味著木星是核聚變燃料的最佳來源，可以直接從木星大氣層里抽取氫氦，然後分離出氘或者氦3補充燃料。而且木星的天然衛星例如木衛二、木衛三、木衛四上有非常多的冰，冰下還有含鹽液態水海洋，所含的水遠比地球海洋多。更妙的是木星有太陽系行星最強的磁場，能夠俘獲一些神奇有趣的玩意例如少量反物質粒子，這是宇宙射線和星際介質原子互相核反應產生的反質子，反質子配上正電子就成反氫原子，而正電子很容易人工製造，醫院裡的正電子斷層掃描早已不是新玩意。如果外星飛船以反物質為燃料，那也許可以撈一些被木星磁場困住的反物質粒子來補充。當然木星的引力相對大，而全磁場除了反物質還會俘獲宇宙射線高能粒子產生強電離輻射。不過這對於能星際航行的文明而言肯定不是問題。木星的大氣層也能作為氣動減速用，類似太空漫遊2010里的列昂諾夫號，這樣就能節省抵達時減速推進劑。地球在太陽重力井裡的位置比木星更深，從太陽系外來要減速進入地球軌道需要消耗比進入木星軌道大的多的能量。由此可見，要加油請去木星。

接下來談地球上的資源，地球上無論是金屬還是無機礦物、有機物、揮發物都遠沒太陽系其他地方豐富——要金屬和無機礦物可以去水星、小行星、氣體巨行星的衛星。要有機物，太陽系裡土衛六上的有機物多到令人髮指，氣體巨行星大氣層里也有不少有機物特別是天王星、海王星，小行星、彗星上同樣也有有機物。要揮發物，例如水、氫、氦這個前面說過了，去氣體巨行星和其衛星找。

那地球上有什麼獨特的資源？我覺得是生物圈系統、生物和人類的文化藝術，這是獨一無二的。我不覺得宇宙另一顆行星上也有和地球上一模一樣的大熊貓、黑掌樹蛙等神奇生命。也不可能有一模一樣的貝多芬、莫扎特、尤克里里、達芬奇、雅典衛城等豐富燦爛的文化藝術。都是宇宙其他地方找不到的、獨一無二的。物以稀為貴，地球本身的物質資源真的不值一提，重要的是上面居住的生物和生物創造出的文化藝術。

那太空飛行是否像開車一樣途中要找路過的星球停下加油？答案是否定的，因為太空中不存在實質性的阻力(太陽系附近的本地泡星際介質密度只有0.25顆粒子/立方厘米，數據來自新罕布希爾大學Interstellar Medium Learning Pages)。太空飛行是加速完後慣性飛行，不會停下來，關掉引擎後，慣性依舊會讓你向目標飛。相反中途要停下來才需要啟動引擎反方向啟動來減速，把速度降低到足以被目標星球引力俘獲才能進入軌道，否則只會掠飛而過。新地平線（新視野號）冥王星探測器就是沒能力減速，於是到了冥王星也不能停下來細看只能短暫的觀測一下隨著慣性飛走。因此在星際航行里除非發生非常緊急的事，例如飛船嚴重損壞，需要小行星資源來修理等特殊情況。否則是不可能中途找星球停下加油的，因為那樣毫無意義，反而會額外損耗引擎，還無故的增加航行時間，唯一的好處就是可以科考一番了。不過我覺得用小型無人探測器更好，沒必要讓大夥一起折騰。另外由於星際空間非常空曠，飛向目標恆星的軌跡上基本不可能有路過的星球。這意味著如果真要找星球停下，得額外多燒推進劑改變航向軌跡，最終燒掉的推進劑比直飛目標還多的多，耗時也更長。

有人問星際航行的食物問題，解決辦法是封閉式循環生命支持系統+轉基因生物。用立體結構人工光照水栽農場大量、迅速培育轉基因高產作物。繁殖極其迅速的單細胞藻類經過適當的處理例如破壁加工後也能作為食物原料，同時處理廢物，經過基因改造的有益菌也能迅速的處理廢物並且生產有用的物質例如天然聚合物。至於葷菜，可以通過人工培育動物肌肉組織來獲取人造肉。一些甲殼類動物也很容易人工養殖培育。此外還能通過純人工化學方式合成糖、澱粉、蛋白質等，實現自給自足。這些技術問題在近未來都能輕鬆搞定。水的循環利用更是已經越來越成熟，國際空間站上的宇航員喝的就是凈化處理過的尿。

有人問那生命支持等飛船設備消耗的能源怎麼解決？這個好辦，畢竟核聚變的能量密度很高，一噸氦3核聚變釋放的能量相當於5000萬桶石油燃燒的能量。因此可以輕鬆儲備夠用幾百、上千年的聚變燃料。

有人問核聚變點火裝置很複雜，會不會帶來太多死重?我覺得看電子計算機剛發明時是佔滿幾個房間的龐然大物，而如今各位用來上知乎的電腦、手機個頭比最初的計算機小很多，性能也不知道高到哪裡去了，所以隨著技術進步核聚變裝置可能也會像計算機一樣更緊湊更強，近年來超導、超級電容等技術發展的也很快。

此外核聚變點火還能使用反物質湮滅來催化。眾所周知正物質-反物質湮滅產生的能量非常強，然而反物質本身難以獲得，目前用粒子加速器等方式生產的反物質太少。在可預見未來純反物質推進是不切實際的夢想。然而如果用極少量的反物質作為核聚變的點火能量，那就完全不同了，好比是一根小火柴就能點燃森林大火。大大降低了反物質需求，這樣可以極大的簡化聚變引擎的設計，同時對反物質的需求在未來也可能足以承受，當然還是要大大提升反物質產能和生產效率，不過比純反物質推進容易多了，或許可以通過打撈氣體巨行星磁場里的反質子來獲取，NASA的人還真的思考過。

有人說勘察不同恆星系統，就需要停下補充燃料考察完再走。然而太空探測特別是恆星際探測跟當年大航海有很大不同。要勘探一系列不同的恆星系統，最好的辦法是先用巨型望遠鏡觀察分析確定目標，然後短時間內分別發送一系列高性能無人探測器去細探，這樣經濟又快速。不用昂貴的巨型載人飛船冒險折騰。

由於我覺得脫離現實談太科幻的東西毫無意義。因為這種情況下就取決於作者的嘴，自己怎麼設定等，沒營養最後容易成為「空」對「空」的撕逼。另外如果人類以後去了其他恆星系統的類地行星，那我們人類對於那裡就是外星人了。

因此誰如果說星際航行把沿途星球當加油站補給啥的，那這肯定不是硬科幻，這作者也缺乏基本的航天、天文常識。要提高自己的科學水平，不要犯這種荒誕可笑的低級錯誤。航天飛行不是地球上開車。

更不要盲目的把曾經的大航海時代盲目無腦的搬上太空！

有人問中途修正或者規避危險等消耗燃料的問題，下面我就舉例

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上圖是引擎RS-25引擎，是太空梭主發動機，推力達2279千牛頓。下圖是太空梭、阿波羅登月艙等航天器姿態控制系統用的R-4D，推力只有490牛頓。可見推力相差之懸殊，對燃料的消耗量也是天壤之別。太空飛行中修正軌跡之類的一般用姿態控制系統就夠了。

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地球？資源？生態系統？物種多樣化？

真敢拿自己當回事兒啊還...

那只是你覺得很寶貴，還怕人家搶？切！在外星人眼裡，就是一隻連看都不想看的死耗子。

南方有鳥，其名為鵷鶵，子知之乎？夫鵷鶵發於南海而飛於北海，非梧桐不止，非練實不食，非醴泉不飲。於是鴟得腐鼠，鵷鶵過之，仰而視之曰：『嚇！』今子欲以子之梁國而嚇我邪？