未來如果開啟太空旅行真會像《無垠的太空》那樣么？

最近正追《無垠的太空》第三季突然腦洞大開一下 如果未來真的開啟了星際旅行真會像美劇里那樣么 外太空殖民地脫離地球統治宣告獨立 開始太空爭奪大戰？

1.推進技術方面，通常而言人類現有的乃至可預見未來科技只能提供高推力低比沖（每單位推進劑產生多少倍推力，在太空和噴氣速度有關）的引擎例如化學火箭引擎或者高比沖低推力引擎例如電推。很難做到無垠的太空里推力和比沖都很高，為什麼會這樣？因為功率是有限的，要麼用來加大推進劑流量提升推力，要麼加快噴氣速度提升比沖。

那在高比沖構型下大大加大功率呢？加大功率會導致廢熱也增加，在高推進劑流量的引擎例如化學火箭里，廢熱大部分隨著推進劑或者說工質一起被帶走了，如同沖冷水澡一樣，散熱很快而不至於燒毀自己。而高比沖的情況下推進劑流量不足以有效帶走廢熱，必須通過別的方式來散熱。太空是真空無法用高效的熱對流熱傳導，只能用效率低下的熱輻射（這也是為什麼熱水瓶等隔熱喜歡用真空）來散熱，如果在高比沖模式下瘋狂增加引擎功率，廢熱也瘋狂增長就好比你運動越劇烈越熱一樣，導致散熱器質量也跟著水漲船高。結果受增長的質量拖累飛船的推重比（決定加速度）還很難上去。

當然核脈衝推進某種程度上能兼顧高比沖和高推力，畢竟核彈是在飛船外爆炸，而不是在引擎內核反應所以廢熱都自己散到太空里去了。不過這間斷性的衝擊需要飛船有良好的減震系統，這又增加了質量。

未來核聚變推進技術的關鍵依賴於人工磁場（例如超導磁體）和散熱技術的發展，這兩者的提升能讓聚變推進系統做的更小巧同時更強大，否則又笨重推力又低。

2.為什麼我們要離開地球？

畢竟太空航行危險又昂貴，回顧歷史我們可以發現，歐洲有相鄰的亞洲和隔著風平浪靜地中海的非洲，稍有常識的人都知道非洲加上亞洲的面積可比北美洲、南美洲、大洋洲大的多，而且資源豐富又不缺勞動力，為什麼歐洲人要捨近求遠冒險跨越大西洋開發美洲乃至大洋洲（澳洲）？因為非洲、亞洲雖然距離很近而且又大、物產又豐饒不缺勞動力，然而各文明、勢力爭雄導致一系列複雜的問題、各種麻煩，這好比現在的地球。而美洲、大洋洲是處女地，新大陸那些土著哪個能比得上奧斯曼帝國或者明帝國？很輕鬆就搞定了，這說明政治軍事或者說人為因素挑戰、麻煩比科技、經濟、大自然的危險難克服多。

外太空同樣也是這道理，羅馬帝國盛極一時然而沒有把疆域擴展到美洲、大洋洲，這是因為當時航海技術所限，如同今日和過去的地球航天技術。然而當技術逐漸提升成熟後原來難以想像的事就逐漸成為現實。美國火箭之父羅伯特·戈達德有句很深刻的名言：「昨日的夢想是今天的希望、明天的現實。」。

有的人強調開發海洋，覺得比太空便宜、容易。然而地球不只是人類的，地球繁榮的生物圈、生態環境是地球最大的財富，也是這個生物圈孕育了人類。海洋是地球上生物種類最多，也是最脆弱的環境。特別是深海生物圈，因為低溫、缺乏營養，生物生長繁殖緩慢，一旦遭到破壞恢復起來也很困難。淺海方面漁業枯竭、赤潮、各種污染、還有珊瑚白化以及塑料垃圾構成的」垃圾洲「很觸目驚心，還想在海洋大搞工業是想把海洋徹底搞成死海、臭水溝才罷休嗎？？？？

礦產、能源、土地等發展工業所需的資源、條件在太陽系其他天體都不缺乏。而地球神奇而繁榮的生物圈是獨一無二的，請問你希望在你家小區邊開高污染工廠嗎？這就是為什麼要走出去的原因，不能再以犧牲地球環境來蠻幹搞工業，否則不但滅絕其他生物，人類自身也會因此而滅亡，現在癌症村、毒地、重大傷亡工業事故等還少嗎？歷史上竭澤而漁破壞環境而滅亡的文明並不罕見，樓蘭、瑪雅等某種程度上都是。

地球的人口在不可避免的增長，要想養活更多人，一個地球資源根本不夠消耗，現在一些稀土元素已經開始告急，人口持續增長、環境惡化、資源枯竭必然帶來更多的衝突麻煩甚至是戰爭。而太陽系的資源可以供養上萬億人口。所以為什麼因為航行成本貴、有危險而擠在地球？留在地球維持龐大的軍隊、擺平各種麻煩難道就不燒錢？還有戰爭危險還是太空航行危險？這顯而易見，卡爾·薩根還強調如果人類一直縮在地球抗拒科技發展，那難以抵禦小天體的撞擊等超級災難，最後落得當年恐龍的結果，就算人類沒徹底滅絕被炸回中世紀也是任何人都不願看到的，而走出去就能解決這風險。

走出地球不能光想著賺錢回地球，這思維是很愚蠢而原始、缺乏遠見的。這種行為堪比勢利的綠茶婊們。走出地球帶來最重要的不是財富，而是新希望、新文明更是救贖的機會。太空工業化能保護地球環境，提升人類生活質量，避免人類文明毀於生態環境崩潰。太空無需擔心環境污染首先目前已知太空不存在其他生物，此外就是劇毒物質泄漏特別是在行星磁場外的軌道上，泄漏的污染物會在真空中稀釋並且被太陽風粒子吹出太陽系，不會造成任何環境污染。由於太空沒有天氣和日夜影響，太陽能永不間斷。因為微重力環境還很容易用大面積反射膜聚光提升太陽能強度或者直接用做工業熱源。

小行星不但資源豐富而且的逃逸速度非常低，起降只需要很少的推進劑，也不需要大推力引擎。使得開採很廉價，對工業非常有利。

再說一下火星等天體殖民問題，雖然火星比地球小不少，但由於地球表面大約70.8%是海洋，陸地只佔地球表面29.2%。地球陸地總面積148,939,063.133平方千米，火星總面積144,798,500千米，大約相當於15個中國（9,596,961平方千米）或者說是地球陸地面積97.2%。土地面積和人口對國力的影響很大，大英帝國的國力從當年超級大國衰弱到如今還不如中國就是因為把殖民地都丟光了，雖然人均GDP比中國高，但是人口少面積小結果總量就比不上中國，沒錢養龐大的艦隊。所以不要低估火星未來的潛力，等發展起來特別是人口上去後完全能和地球平起平坐，這不是賺錢的問題而是新文明新國度。地球上的那些麻煩事、人禍糾紛很難解決好，很可能火星獨立有幾百萬、上千萬乃至更多人口時地球上的不同國家、陣營忙著惡鬥。

再提一下木星系統，眾所周知木星有四大天然衛星也就是伽利略衛星，其中木衛一充滿活火山而且在輻射帶深處，木衛二同樣在輻射帶深處，所受的電離輻射不但能短時間致命還會損壞電子設備。實際可以開發的只有木衛三和木衛四，兩者面積分別為86,999,665.93平方千米和73,004,909.27平方千米。兩者相加起來面積相當於16.7個中國或者地球陸地面積的107.4%。還不算木星其他衛星以及數量龐大的木星特洛伊小行星——目前已發現超過6500顆木星特洛伊小行星，已知有10顆木星特洛伊小行星直徑超過100千米，最大的624號小行星Hektor其平均直徑更是達225千米，所以木星系統的潛力也可想而知了。

最後說一下土星系統，土星已知有61顆天然衛星，宛如迷你太陽系。其中有5顆直徑超過1000千米，分別是土衛六（5149千米）、土衛五（1527千米）、土衛八（1468千米）、土衛四（1122千米））、土衛三（1062千米）。表面積分別為83,305,418.53、7,340,701.82、6,799,755.63、3,964,776.51、3,569,967.66平方千米。土星最大的5顆衛星表面積加起來為104,980,620.15千米，相當於10.93個中國！發展潛力同樣很大。

3.政治問題方面，我認為未來火星等地外定居點的獨立是難以避免的：首先原位資源利用技術等的發展能讓殖民地能迅速自給自足，如果殖民地依賴地球的後勤供應，那是不經濟的維持不下去，畢竟養活數以萬計人口和供應幾隊科學家的成本完全不同，現實中只有柏林空運事件類似那樣，然而火星還是主帶小行星乃至巨行星的衛星的運輸成本和難度跟當年盟軍從西德到西柏林的距離有天讓之別，柏林空運也是政治性、應急性的不是常態持續性的，更是在經濟上不可行的。當然高性能計算機晶元等可能不會很快在殖民地自己生產但也不會太慢。通訊延遲和漫長的航行距離導致地球很難有效控制殖民地，想像一下殖民地有了突發事件而地球中央在幾十分鐘甚至幾小時後才知道，然後派兵也要一個月以上航行，在生活節奏、事態變化越來越快的當今和未來，一個月以上的磨蹭到那個時候早就塵埃落定了，也會給殖民地的起義者有充分布防迎戰時間，就是發射核彈也得飛幾星期乃至幾個月或是更久，有充分時間能多層攔截以及疏散防護。

考慮到地球上的民族國家存在諸多複雜的地緣政治乃至歷史遺留問題（例如各種領土糾紛），矛盾多很難齊心協力會忙互相鬥爭。加上火星等地外定居點人均素質肯定比地球高的多。《無垠的太空》里火星科技比地球先進完全有可能。1607年英國在北美建立了第一個永久性定居點——詹姆斯頓，338年後的1945年美國國力遠超宗主國英國。

那太陽系未來會是什麼樣的格局？

我認為水星、月球、近地小行星會被地球控制，提供地球上消耗殆盡的資源例如稀土元素，同時也是開發太空的墊腳石。

火星可能會跟主帶小行星結成鬆散的聯邦，火星向主帶小行星提供農產品（火星大量二氧化碳非常有利於發展農業）和一些高科技產品，主帶小行星向火星提供推進劑和金屬等資源，形成互相依賴互惠互利的貿易，主帶小行星本身還是類似一群高度自治的城邦。

木星、土星、天王星、海王星系統會各自為政形成四個獨立的政權：

其中木星共和國或者說木星聯邦的首都很可能是木衛四而不是最大木衛三，因為木衛四地質上非常穩定，不會有地震或者冰火山帶來麻煩，而且木衛四的輻射比木衛三低的多，同時在木星引力井的位置也更高有利於交通。木星特洛伊小行星群名義上會屬於木星但實際上高度自治，畢竟通訊延遲和航行距離導致難以中央直轄。

土星政權（可以暫時稱呼為土星共同體）首府自然是最大、最適宜居住的土衛六，而土衛九菲比則會成為重要的礦業基地提供金屬，土衛七亥伯龍則可能成為推進劑供應基地。

天王星方面天王星第二大衛星，也是軌道最靠外的天衛四可能成為天王星系統首府，因為越靠外意味著掙脫天王星引力開始行星際航行所需的能量更低，這很重要。

海王星方面，毫無疑問唯一的大型衛星——海衛一會成為首府和主要定居點。很適合想隱居的人士前往。數量龐大而且個頭不小的海王星特洛伊小行星也會名義上屬於海王星政權，實際上完全自治。

海王星外天體例如冥王星等也是各自玩各自的，沒存在感，也適合想隱居的。

而半人馬族小行星雖然有不少個頭大的，但我感覺可能不受歡迎，因為兼有小行星和彗星的特徵，環境不太穩定。誰也不想看著地面噴發出慧衛。還時冷時熱（近日點、遠日點相差大）。

無垠太空的創作描繪其實有些參考美國獨立戰爭前的英美關係，以及美蘇冷戰時的對峙。不過第三季開始的全面太空戰爭倒不是僅僅因為殖民地問題，而是「艾普斯丁引擎」和「始祖粒子」引發的新式武器競爭，讓原本埋伏很久的地球火星互看不上衝突爆發了。地球一直認為火星是自己殖民地，所以應為自己服務，火星則認為自己是獨立國家。

另一方面小行星帶的資源和居民影響力，就有點類似冷戰時期美蘇兩國在朝鮮，越南，古巴，阿富汗的代理人戰爭，只不過這次代理人戰爭直接引發了全面戰爭。

「人類在重大的挑戰面前從來是不示弱的。所以真正的問題不應該是我們為什麼這樣做，而是『我們為什麼不這樣做。」——現代航天之父維爾納·馮·布勞恩

假如你是星際殖民貿易巨頭「東太陽系公司」的CEO，你會做出大舉殖民開發太陽系的決定嗎？又如何回答馮·布勞恩男爵大人的兩個問題：為什麼，和為什麼不呢？

1） 人類為什麼要殖民太陽系？

無垠太空幻想的人類版圖從地球一直延伸到了天王星軌道，開發主要是為了：

• 殖民生產（火星、歐羅巴、干你妹的、泰坦...）；
• 開採礦藏（小行星帶）；
• 科學研究（艾歐、軌道空間站）。

從1957年開始科學研究就是人類進軍太空的主要目的了，劇中的天王星軌道空間站更是發現了有可能使人類的技術產生顛覆性進步的、貫穿全劇的線索：Protomolecule.

那麼......

2） 殖民靠譜么？

冷戰時期美蘇爭霸是為了戰略空間和地緣政治而不是經濟因素。大航海時代列強爭奪殖民地，是因為當時的經濟主體是農業和手工業，誰掌握了新的土地誰就掌握了自然資源、原材料、市場等等經濟命脈。然而經過三次工業革命，最重要的經濟資源變成了資本、技術、勞動力、市場、能源等等因素，每一個都不是佔領殖民地能解決的：

• 為了資本？火星人很有錢嗎？
• 為了技術？火星大學人才多嗎？諾獎多嗎？
• 為了廉價勞動力？運人運機器過去貴的要死啊！
• 為了市場？火星人多嗎？
• 為了能源？氦3核聚變燃料在月球就有巨大的儲量，火星獲得的太陽能比地球小得多。

不難發現，能在以上幾個條件里佔一條以上的殖民地候選，好像我系只有地球一個... 火星、外行星那些不毛之地，當我們的殖民地？配嗎！

3） 開礦賺錢么？

其實這完全是一個數學問題：地球表面70%都是海洋，小行星帶資源比起地球海洋資源，只是水中月而已。

必和必拓的高管說，地球上的礦產資源可供人類再使用一萬年以上。如果有人有興趣在海洋中採礦的話，那麼他們可以開採出1000萬噸黃金，價值超過500萬億美元。地殼厚度在3到30英里之間。多數地塊已開採的範圍僅僅只是最上面的半英里。

當開採深空資源的投入產出和開採海洋資源相當時，這就是一個可行的商業模型了。對海底採礦來說，利用水的浮力就可以完成升降運輸，而航天技術發展到什麼水平的時候可以像水的浮力一樣廉價？這對當今的航天技術來說確實難以想像。

誰想去小行星開礦盡可以去試試，保證你開採出來的鐵礦比黃金還要昂貴。

4） 我們真的不需要離開地球么？

儘管Elon Musk造出了不錯的車子和火箭，但因為他對火星殖民的鼓吹，我仍然覺得他在煽動一件非常危險的事情。因為對現在的人類來說，開發太陽系太過奢侈了。

看起來除了最近的月球因為核聚變燃料的儲藏有開發的經濟價值之外，殖民其它的行星和衛星都難以給我們帶來任何經濟資源，所以毫無疑問地佔據維護那些殖民地都是費力不討好的燒錢行為。

時代的進步和科學幻想之間的區別越來越顯而易見：我們沒有像50年前的科幻小說預言的一那樣到達了其它星系、建造了太空艦隊，但我們擁有了基因技術、智能手機、雲計算和人工智慧，攻克一些致命疾病的可能性越來越高。

所以我想未來數十年內最偉大的進步應該像過去幾十年一樣，更多是密切關於人類自身的：

• 人類可以更加長壽（醫療和生物技術）；
• 人類可以更有效率地分享知識（互聯網和雲技術）：
• 人類可以成倍拓展自己的生產能力（AI和機器人技術）；
• 人類可以避免社會撕裂和自我毀滅（更有效的社會協調機制）。

也許當這些事情完成之時，人類已經不是現在的人類了。

我們無法想像超人巨變之後的世界，就如同維多利亞時代的人無法想像今天。衷心地希望未來的人類發現足夠的理由、擁有足夠的資源將足跡踏遍太陽系，因為那將使人類擁有不再固著於行星地表的文明，這是人類產生天問、試圖飛向天空以來最浪漫的幻想。

5）結論

回到開始的問題：整個地球都在翹首以待，你會批准對太陽系進行殖民開發的計劃嗎？

可見的未來在太陽系內，除了科研目的之外，有經濟價值進行殖民開發的只有月球。因為不管有什麼樣的科學和技術水平，做決策的依據都應該是「經濟的」。假設人類現在已經擁有了建造戴森球體的技術，如果不存在這個市場需求（如此巨大的能源採集做什麼用？），也不會有人願意投一分錢在上面！

打不打仗不一定，但是如果火星開始殖民之後到了一定程度宣布獨立是一定的事情。以地球與火星的距離，平均通訊延遲會達到10分鐘以上。這基本意味著有任何緊急事件都只能火星自行處理，然後就是必然的權利下放，結果就是分權，再下去就是地方勢力做大，中央無法管理。

地球如果殖民火星，肯定是因為地球能夠獲利，火星自然而然就會成為被剝削的一方，一旦殖民地能自給自足了肯定就不會想再受別人剝削。我倒不覺得火星會像曾經歐美的殖民地那麼慘，畢竟殖民難度很高，必然需要大量的高素質人才。

太空無垠裡面好歹還設定了一個地球聯邦，這玩意兒現在基本也就一個殼子聯合國在，最好還是祈禱一下別到時候再來一個美國獨立，然後八國聯軍干英國的盛況。

很大幾率會，現在不敢核戰就是因為大家都太近了，一爆發都不可以獨善其身。要是雙方隔著地球與火星的距離。估計雙方會無所顧忌，畢竟太陽系這地方太大了，我打了你還可以跑，技術允許的話

太陽系 銀河系 星系間 星團間 多重宇宙 距離不斷增大，我們的旅行僅僅是一個小小的腳印。想想就有點小激動

你的意思是我們的未來只有三季嗎。。。

參考下大航海時代後的殖民地，印度 澳大利亞 南美各國等 原始主權國無法短時間內到達殖民地，信息延遲等情況，及殖民地可以進行自給自足不依靠原始主權國，必然導致自治，獨立

我覺得完全是有可能的，別的不說就看地球好了，美國都脫離英聯邦獨立了，為什麼？想想就知道獨立之後又了話語權當然才能更公平了，一般來說如果有了星際旅行，那麼資源型殖民地肯定更多，不獨立資源都是白菜價賣給地球啊，能賣多一點不好么？