小行星帶位於火星和木星之間，同樣圍繞太陽運行，它們被認為是某顆行星的殘骸。雖然小行星帶是小行星的主要來源，但小行星也可以在整個太陽系中發現，它們有三種基本類型，分別是巖石小行星、碳質小行星以及金屬小星星。它們的體積各不相同，大的直徑有幾百米，小的只有房子大小。行星資源公司（Planetary Resources）和深空工業公司（Deep Space Industries）等已經投資小行星採礦，它們可能在2025年之前開始開採。然而，在小行星上建造定居點要比採礦複雜得多。
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科幻電視劇《蒼穹浩瀚》（The Expanse）中的場景設定在200年後的未來：人類在月球和火星上建立了定居點，並開始在小行星帶（Asteroid Belt）建立殖民地。我們想要殖民小行星帶的原因有很多，但最主要的原因是採礦。地球上的貴金屬往往埋在地下，而小行星表面就有大量的貴金屬，如黃金和鈀。不過除了收集豐富的礦藏，這些小行星也可以作為科學研究的前哨。
小行星帶位於火星和木星之間，同樣圍繞太陽運行，它們被認為是某顆行星的殘骸。雖然小行星帶是小行星的主要來源，但小行星也可以在整個太陽系中發現，它們有三種基本類型，分別是巖石小行星、碳質小行星以及金屬小星星。它們的體積各不相同，大的直徑有幾百公裡，小的只有房子大小。行星資源公司（Planetary Resources）和深空工業公司（Deep Space Industries）等已經投資小行星採礦，它們可能在2025年之前開始開採。然而，在小行星上建造定居點要比採礦複雜得多。
圖2：國際空間站距離地球不到320公裡遠，小行星帶離我們有數百萬公裡遠
主要的挑戰之一將是輻射對定居點的影響。殖民者將會承受太陽輻射、木星輻射帶以及更多宇宙射線的影響。哈佛-史密森天體物理中心的馬丁·埃爾維斯（Martin Elvis）解釋道：「宇宙射線是高能粒子，主要由質子或高能核組成。它們直接穿過你的身體，對你做壞事。在地球上，我們的大氣層會吸收最危險的射線，而太空定居點也需要類似的屏障。厚厚的水層或冰層可以提供保護，但它必須有幾米厚。」
與輻射相似，長期暴露在零重力或微重力環境下對人體也有害。北卡羅萊納州立大學的助理教授、天體物理學家凱蒂·麥克（Katie Mack）說:「國際空間站上的太空人每天都要用阻力機鍛鍊兩個小時，但長期生活在失重狀態下仍然會導致健康問題。」任何在小行星上長期生活都需要某種形式的人造重力來減輕這種影響，這可能通過旋轉整個結構來實現。
此外，太空殖民還需要某種形式的發電。大多數探測器和衛星都依靠太陽能陣列供電，但這種方式對小行星上的定居點來說可能沒那麼有效。科幻作家、前美國太空人阿拉斯泰爾·雷諾德（Alastair Reynolds）說：「當你離太陽越遠，『平方反比定律』就會生效。如果你離太陽的距離是當前的兩倍，那麼你在特定區域收集到的能量只是原來的1/4。當你越過火星的軌道進入木星和土星領域時，你必須建立足夠大的收集區以便利用太陽能，但我不認為這是個大問題。」
建立人類定居點的理想小行星是碳質小行星，因為它們通常含有10%的水。哈佛-史密森天體物理中心的馬丁·埃爾維斯說：「水在太空中很常見，因為它是宇宙中最常見元素組成的。水也可以分解成氧和氫，讓你呼吸氧氣。這顆小行星的厚度至少需要達到100米，才能提供足夠的輻射保護。」
人類定居點可以被埋在小行星的表面之下，這將提供輻射屏蔽。然而，在小行星上採礦和挖掘比看起來的要困難。雷諾德解釋稱：「我們所認為的許多小行星都是非常鬆散的碎石堆，沒有任何完整的內在結構，它們不是巨石，更多的是由它們自身的重力聚集起來的巨大氣泡或礫石。」
圖3：小行星的主要缺點是它們沒有重力，這對人類的長期健康是有害的
這種物質一致性的缺乏也意味著，任何試圖旋轉小行星的企圖（人為地在小行星內部產生重力）都將使它受到額外的力量影響，並可能導致它解體。因此，需要某種機制來提高小行星的耐久性。北卡羅萊納州立大學的助理教授、天體物理學家凱蒂·麥克說：「你必須在不破壞結構完整性的情況下清空它，然後將它旋轉起來，同時確保旋轉不會對剩餘的結構造成太大的壓力。」
一種建議是在小行星周圍建立金屬網或籠子來防止它解體。乍一看，這並不像看起來的那樣令人望而卻步，因為小行星帶中有大量的金屬小行星，上面擁有建造金屬網的必要材料。
小行星定居點面臨的許多挑戰與擬議中的月球基地相似。除了重力，唯一的不同就是距離。月球和國際空間站相對較近。月球與地球距離最近的點只有361000公裡，而國際空間站正好位於地球大氣層的內部。另一方面，小行星帶與地球的距離約為2.56億公裡。任何小行星定居點都必須是個封閉的生態系統，並且能夠自我維持，因為來自地球的支持將是極其有限的。
哈佛-史密森天體物理中心的馬丁·埃爾維斯表示：「往返可能需要幾個月的時間，所以如果你遇到緊急情況，你必須在小行星上處理。此外你需要大量的人，你不能只帶著『星際迷航』中類似的複製器前往那裡。即使向地球發送信息也需要一個小時。」
圖4：在小行星上建立定居點要比在火星上建立定居點困難得多
在小行星上建造定居點在技術上看來是可行的，但同時也帶來了重大的工程挑戰。更有可能的是，人們利用自動系統和無人機在小行星上進行遠程開採作業。支持這一方案的一個理由是，我們可以在火星上建立基地，用於協調小行星採礦系統。北卡羅萊納州立大學的助理教授、天體物理學家凱蒂·麥克說：「就重力而言，火星和月球都更適宜居住，而且可利用現有的地下隧道進行輻射防護。」
目前已經有6顆衛星可以用於太空通信，太空環境也得到了仔細的研究。有些小行星圍繞太陽以橢圓形軌道運行，它們的路徑接近地球和火星。它們可以被挖空，用作運輸工具，同時保護太空人免受輻射，並減少燃料的需求。埃爾維斯說:「我們已經知道，可以很容易地在幾年後使用預期的技術，將十幾個或更多的小行星推入這些軌道。」
還有人提議在火衛一上建造太空港，火衛一曾經被認定是小行星。這個太空港可以作為後來在火星上定居的跳板。雖然行星是人類基地的首選位置，因為它們有重力和大氣保護，我們也可以很好地在小行星上建立殖民地。然而，它們並不是特別舒適的居住場所，不過其好處將遠遠超過令人生畏的挑戰。
本文來源：網易科學人 責任編輯： 郭浩_NT5629