我们要一直留在这个地球上吗？
利维坦按：决定地球上生命生死的外来因素有很多，比如太阳。太阳的一生将度过引力收缩阶段、主序星阶段、红巨星阶段以及致密星阶段，现在它正处于中年阶段，但要到了红巨星阶段，地球上的生命可就悲惨了，届时太阳将变得异常巨大，足以吞噬掉目前太阳系里包括地球在内的很多行星。当然，那是在50亿到75亿年之后的事情了……
但无论怎样，我们人类的天性决定了我们对于外太空的永恒好奇——如果人类这个物种想要继续存活下去，离开地球估计是迟早的事情。但正如文章最后所说的，“如果我们要离开这个星球，让我们因为情愿而离开，而不是因为不得已而离开”。
文/Wired Staff
译/土豆、小吉、一粒宸、blue sun、凤梨
校对/凤梨
原文/www.wired.com/2016/02/space-is-cold-vast-and-deadly-humans-will-explore-it-anyway/
人类起源自非洲。但并不是所有人都留在了那里——几千年来，我们的祖先在非洲大陆上四处奔走，再离开，去往各个大陆。遇到海的时候，他们建造船只，航行千万里，踏足前所未闻的荒芜岛屿。他们这么做是为了什么？
也许我们现在对宇宙的好奇能够解释——我们仰望星空和明月，发出感慨：“那里有什么呢？我们能去那里吗？我们也许能到达那里。”因为这就是我们人类的天性。
当然，对于人类，太空比海平面显得更有敌意；比起驶离大陆，逃离地心引力需要的人力物力是另一个量级。更别说，那些航海船只是他们那个年代最前沿的技术，航海者精心策划的旅程昂贵又危险，他们之中的许多人为了寻找地平线以外的奥秘而献出了生命。为什么他们没有放弃？
我可以告诉你，他们是为了便利获取小商品，是为了解决数以百万人的温饱，是为了找到避免致命事故的办法，是为了救死扶伤。
我可以告诉你，是因为我们不应该把所有鸡蛋放在这个日益脆弱的篮子里——只需要一场激烈的陨石撞击，我们就会回到陆生恐龙的原始时代。而且，你发现最近天气的变化了吗？
我可以告诉你，我们团结一致地支持一个不伤害生命的计划是有好处的，这样会加深我们对地球家园的理解，对我们生存方式的理解，对继续生存的关键理解。
我还可以告诉你，若能到达太阳系更远的地方，那会更好，因为若人类有幸活到下一个55亿年，太阳将会膨胀到足以“油炸”地球，所以最好尽早找到另外的栖身之所。
我可以告诉你这一切的缘由：为何我们应该想办法离开这个星球，在火星上建空间站、卫星基地和城市，在木星的卫星上建造栖息地。如果我们能够如此，为何我们应该这样做——为何要仰望着太阳之外的星星说：“我们能去那里吗？我们也许能到达那里。”
这是一个庞大、危险、也许不可能完成的计划，但从未能阻止人类呕心沥血地尝试、尝试再尝试。
“人类起源于地球。我们要一直留在这里吗？我疑惑——我希望——答案是否定的。”——安·莱基
安·莱基凭借《辅助公正》获得雨果奖和星云奖（雨果奖和星云奖被公认为最具权威与影响的两项世界性科幻大奖，堪称科幻艺术界的诺贝尔奖。）
问题一：起飞
重力是一个负累
离开地球有点儿像离婚：你想赶快离，并且行李越轻越好，越快越好。
但多种强大的力量跟你对着干——特别是，重力。如果地面上的一个物体想要自由飞行，它的发射速度必须超过40233.6 公里每小时。
那真的需要一定的动力，那就是——钱。光是发射“好奇号”火星探测器就花了将近两亿美元，这还只是任务预算的十分之一，任何载人任务都会被维持生命所需的东西所拖累。复合材料，譬如异金属合金和纤维片可以减轻重量；再结合更高效、更强大的燃料混合物，你的助推器会得到更大的动力。
但省钱的最终方法是可重复使用。“随着航班数量的增加，规模经济开始出现，”美国航空航天局先进概念办公室的技术助理莱斯·约翰逊说，“那就是让成本大幅度下降的关键。”拿美国太空探索技术公司的猎鹰9号火箭来说，它就是被设计成可重复多次发射的，去太空的次数越多就越省钱。
问题二：推动力
我们的飞船飞得太慢了
在太空中疾驰是很容易的。毕竟太空是真空的；没什么会让你慢下来。但是怎么开始飞呢？那就棘手了。一个物体的体积越庞大，就需要越大的能量去推动它—火箭就是如此的巨大。把化学推进剂用作最初的推动是很好的，但你宝贵的煤油将在几分钟内烧完。之后，要想到达木星的卫星，哦，得飞五至七年。那得备一大堆电影以便旅行中观看。推进过程需要一个彻底的革新方法。下图来看看现在火箭科学家已经研究出来的，或者正在研究的，又或者期望拥有的运载设备。
问题三：太空垃圾
太空是一处危险之地
恭喜你，你已成功将火箭送入轨道！但是，在开启太空之旅之前，你会遇到一个不知从哪个方向飞过来的捣蛋卫星，它盖住了二级油箱，结果，造成火箭发射失败。
这就是空间碎片会引发的一种问题，并且，是实实在在的问题。美国空间监视网络目前就已探测到1.7万个垃圾物体——每一个都至少有垒球大小——它们以每小时28163.52公里的速度围绕地球旋转。此外，还有将近50万个小于10厘米长的碎片。从火箭部件到镜头盖，甚至小到一块油漆碎片，都可能会在太空设备的关键部位砸出大坑来。
惠普尔防护屏（Whipple shields）——金属和凯夫拉纤维防护结构——它虽然可以防止微小碎片的撞击，但是至今还没有任何一种方案可以抵挡一个废旧卫星的威力。目前人类已有约4000次发射记录，大多数航天器都返回大气层并烧毁，但是依然有很多太空垃圾留在地球周围的轨道上。虽然飞行控制中心可以帮助避开一些危险路径，但是跟踪的办法始终不是十全十美的。
来源：美国宇航局轨道碎片项目办公室（NASA ORBITAL DEBRIS PROGRAM OFFICE）WWW.SPACE-TRACK.ORG
把废弃卫星都移出轨道，这种想法并不实际，因为移走一颗碎片的成本就耗费巨大。所以，从现在开始，所有的卫星都需要具有自行脱离轨道的机制。它们消耗完剩余的燃料后，会通过火箭助推器或太阳帆的作用，调整运行角度，在重返大气层的过程中燃烧殆尽。一定要确保在未来的发射任务中，有百分之九十都启用这种自行销毁机制，否则，人类将遭遇凯斯勒综合症（Kessler syndrome），也就是：一颗卫星遭到一次撞击后，会产生连锁反应，进而有大量卫星被撞毁，最终造成严重损害。如果某个国家开始撞击敌国卫星，那么“这将带来一场灾难”，霍格尔·克瑞格这样说，他是欧洲航天局空间碎片办公室负责人。未来太空旅行的关键：世界和平。
问题四：导航定位
没有GPS适用于宇宙
深空网络天线阵系统
深空网络（the Deep Space Network）——美国加利福尼亚州、澳大利亚和西班牙三地共同提供了天线阵系统——是太空的唯一导航工具。无论是学生项目卫星，还是抵达柯伊伯带的“新地平线”号探测器，都要依靠其进行定位。地球上一只超精密原子钟的数值乘以一个信号从探测网到太空之间往返的时间，探测人员通过这种方法来确定飞船所处位置。
但是，由于太空探测器越来越多，探测网络也变得越来越拥堵，而分配盘也随之愈加繁忙。所以近期，美国国家航空航天局正着手为之减轻负担。安装在飞船上的原子钟会将其传输时间减半，只保留单一的下行计算距离。而高频宽带激光器则负责处理诸如图片和视频信息的大数据包。
深空定位系统：这个系统可以自动搜集目标和周围物体的影像，并且通过其周围位置来确定宇宙飞船的坐标
然而，火箭飞离地球越远，随之产生的风险就越多。无线电波虽然可以以光速传播，但是，想要传输到太空中还是需要几个小时。星星虽然可以指引你行进的方向，但是，它们距离你太远，也无法作为参照物定位你所在的位置。对于未来的太空探索任务，外太空导航专家约瑟夫·吉恩想设计一个无需地面控制的自动系统，这个系统可以自动搜集目标和周围物体的影像，并且通过其周围位置来确定宇宙飞船的坐标。吉恩说：“这就类似于地面的GPS，你只需在车内放一个GPS接收机，就可以完成定位。”他将之称为深空定位系统（deep-space positioning system），简称DPS。
【视频】太空探索很艰难，那里没有GPS
https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=o0186o72qq5&width=500&height=375&auto=0
外太空没有导航软件，至少现在还没有。我们如果想去探索太空的话，就需要拥有新的导航工具。这里介绍的就是美国航空航天局将火箭成功送入轨道的方法。视频来源：NASA
问题五：太空实在是太大了
而曲率驱动却不存在……至少目前还没出现
有史以来人类建造过的最快的东西是探测器“太阳神2号”。 现在它死了，但如果声音能够在太空中传播，你会听到它的尖叫声，它嗖地飞快绕着太阳运动，每小时速度超过252667公里。这比子弹快几乎100倍，但即使是以这个速度，仍需要大约1.9万年才能到达离地球最近的一个恒星，半人马座阿尔法星。要是船有这样的速度，那它会是一艘多代同堂的船，在里面养老也是极好的，所以没有人再梦想去太空。
要击败时钟，超过时间，你需要能量——而且是许多能量。也许你可以在木星上挖到足够多的氦-3来为核聚变发电，前提是你已经找到了融合引擎。物质与反物质的湮灭更容易取得突破，但粉碎那些结合在一起的粒子是很危险的。“你永远不会想在地球上做的，” NASA先进概念办公室技术助理约翰逊说道。他专门研究疯狂的星际飞船构思。“你需要在一个很深的外太空中做这些，才能确保一旦出现了意外，也不会破坏一个大陆。”太激烈了吗？那太阳能发电如何呢？那么你所需要的是一个德克萨斯州大小的太阳帆。
更优雅的做法是破解宇宙的源代码——那就是运用物理学原理。阿尔库维耶雷引擎理论会压缩你的飞行器前面的空间，并且扩张它后面的空间，从而实际上使你的船能运动得比光快。调整阿尔库维耶雷方程，你将得到克拉斯尼科夫通道，相当于一个星际地铁，能够缩短你的回程。
所有人都登上飞船吗？不完全。人类将需要更多像爱因斯坦的天才在大型强子对撞机这样的地方工作，解开所有的理论结。 “我们完全有可能发现能改变一切的东西，”约翰逊说，“但是你不能指望它能够拯救整个地球。”如果你想要灵光乍现的一刻，你需要为他们的预算买单。这意味着将更多的钱给美国航空航天局和粒子物理学家。到那时，地球的太空野心就会像太阳神2号一样：一直在同一恒星中徒劳地赛跑，无法逃脱。
问题六：只有一个地球
不要大胆地离开，让我们大胆地留下
几十年后，科幻作家基姆·斯坦利·罗宾逊描绘了科学家离开人口过剩、过分扩张的地球，在火星上建立的一个未来乌托邦。他的火星三部曲为太阳系殖民提供了有力的支持。但是，说真的，除了进行科学研究以外，我们为什么要去太空呢？
探索的需要建立在我们的灵魂中，为的是一个目标——先驱精神和天定的命运。但是科学家们已不再谈论先驱者了。“你早在二三十年前就听过了边缘理论，”汉默尔·海蒂说，他在美国航空航天局的重点勘探项目中发挥了重要作用。但自从去年七月“新视野号”通过冥王星以来，“我们已经对太阳系中每种类型的环境探索了至少一次，”她说。人类仍然可以一丝不苟地研究遥远太空的地质学，但如果机器人可以做这些，人类也许就不需要了。
去年7月14日“新视野号”掠过冥王星时的飞行路径
至于天定的命运？历史学家更清楚。西部扩张是一次恶性的土地攫取浪潮，这其中涌现的伟大探险家大多是为了资源或宝藏。人类自身的漫游癖仅表现在出于政治或经济目的的活动中。
当然，地球迫在眉睫的毁灭可以提供一些激励。耗尽地球资源和小行星带采矿的做法似乎突然间合乎情理了。改变气候和太空环境，为人类（以及其他一切）提供生存空间。
但这是一个危险的思想路线。“这会带来道德风险，”罗宾逊说，“人们认为，如果我们在地球上把一切搞糟了，我们也可以随时去火星或其他星体。这种想法是有害的。”他最新的书，《极光》（Aurora），又为太阳系以外的定居问题提供了强有力的案例：那就是，你大概做不到。任何人都知道，地球是宇宙中唯一可居住的地方。如果我们要离开这个星球，让我们因为情愿而离开，而不是因为不得已而离开。
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“利维坦”（微信号liweitan2014），神经基础研究、脑科学、诗歌、小说、哲学……乱七八糟的什么都有。反清新，反心灵鸡汤，反一般二逼文艺，反基础，反本质。
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