《一些读后感》莱茵衣藻

1、《太空居民》读书笔记

　　“地球是人类的摇篮，但是人类不能永远生活在摇篮里。”——康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基
　　第一次注意到《太空居民》这本书，是在国图二层社科工具书区仅供阅览的书架上，看到它的书脊的时候，我还以为它来自上世纪八十年代，不过它的名字吸引了我——《太空居民》，副标题是“人类将如何在无垠宇宙中定居”。相信在“神舟”系列、“嫦娥”系列探索寰宇的自豪感中长大的中国人，不会对这么一个标题毫无兴趣。
　　我从书架上拿起它，虽然看起来很厚，重量却很轻，还没翻开就知道是轻型纸印刷，我先去看出版信息，居然是2021年末出版的。如今才2024年中，不到三年，它就已经泛黄破损，一副历经沧桑的模样，可以想象当初有不少人借阅翻看过，不过另一方面，这也是一个轻型纸不中用的有力证明了。
　　这是一部美国人写的书，虽然我们对美国有一种复杂的情绪，但是美国航天确实辉煌过，这是毋庸置疑的。作者在书中写了一些关于与我们的太空竞赛的内容，我相信美国人确实是这么想的，如果我们要建立自己的空间站，我们要探索月球，我们就是在太空竞赛。这种好似自己是世界主宰的自我感是美国人的通病，不过我们在西方媒体眼中已经是世界上最邪恶的东大了，再多来一些欲加之罪，又何患无辞呢？
　　对宇宙的探索欲是人类与生俱来就有的，我们生活在地球这么一个可以说很大也可以说很小的地方，它大到我们至今都未能完全发掘出它所有的潜能，未能完全解开它的奥秘。我们从地球一侧跑到另一侧需要数十个小时，我们每个人只需要几十个平方米的面积就可以生活一辈子，而地球陆地有1.489亿平方公里。但同时地球又是那么小，它在太阳系中的质量连万分之一都不到，在太阳系中，除了八大行星，还有柯伊伯带和奥尔特云，其中的星球数量不可计数，而太阳只是银河系猎户悬臂上稀疏星区的一颗普通恒星，银河系之外还有河外星系……地球在宇宙中实在是渺小，比沙漠中的一粒沙还要微不足道，这如何不让我们产生探索欲呢？将这种探索欲的满足归类到太空竞赛上，真是可笑又可怜。
　　不过这本书的重点不是竞争，而是如何在外太空定居，竞争有，但只占了一小部分篇幅。
　　作者从太空旅行的动机开始，从地球出发，最后又回到了地球。我们为什么要去太空呢？以及阻挠太空项目发展的因素是什么呢？
　　从感性上来说，好奇心驱使我们到达珠穆朗玛峰，好奇心也驱使我们探索南极洲，而现在我们探索太空，是因为太空就在那里。不过作者不只从感性的角度出发，也从经济、资源、人口和战争等方面来讲述。
　　之所以美国上世纪在阿波罗计划之后牙膏倒吸，就是因为苏联已经倒下，纳税人不允许太空项目再占用那么多预算，多花钱给外太空并不会改善地球上芸芸众生的生活。并且他们押宝的航天飞机等项目并没有取得应有的成果，本以为可以做到循环利用以降低成本的航天飞机，实际投入后其回收成本居然比一次性的火箭要高得多，这也是牙膏倒吸的原因之一，因为路走岔了。
　　既然因为经济问题而阻滞了去太空的步伐，那也能因为经济问题重启探索太空的旅程。美国、或者说西方资本主义国家，他们的资产积累就来自于殖民，百年前的亚非拉是他们的摇钱树，如今不能从第三世界继续榨取财富的话，又该如何维持自己的经济地位呢？答案就是——外太空。
　　相较于自我意识觉醒、不想再受制于人的第三世界国家，没有生物存在的外太空自然是更优的资源获取来源。月球上氦-3的储量如果用于聚变发电，可以供人使用一万年，更何况氦聚变不仅能用来发电，如果我们真的掌握了可控核聚变的技术，说不定我们的生存目标都会发生变化。于经济层面，探索太空的成本比起能得到的资源，可谓是九牛一毛了。
　　讲了动机，接下来自然就是如何去其他星球以及去了以后怎么生活了。作者讲述了轨道、月球、小行星、火星以及太阳系的其他星球各自有哪些优势和劣势，如果我们要在其上定居，我们可以利用什么，又需要规避什么。
　　有一个很有意思的点我从来都没有想过，就是如何在地球模拟太空中的环境。太空并不是只有失重，虽然我单单去游乐园玩失重项目就既害怕又头晕，但是航天员面对的太空环境可是复杂得多的，可以说失重是最容易克服的。
　　太空中没有大气层，没有磁层，航天员时时刻刻都面临着宇宙辐射的威胁。没有氧气，没有水，没有食物，虽然可以通过火箭将这些东西送入空间站，但是对于目标是在外太空长期生存乃至定居的我们来说，只凭地球的供给是不可能的，必须自力更生。地球如何能模拟这种自力更生的环境呢？作者告诉我，潜艇就是这样一种环境。
　　我看过一部讲潜艇的电影，叫《从海底出击》，印象尤为深刻的是潜艇内部逼仄的空间和唯一的水果——橘子。一艘潜艇要在海底呆几个月之久，这期间一直自给自足，艇员们一面不停工作，一面要忍受那种窒息、煎熬的感觉，这何尝不是一种在地球上的空间站呢？
　　在潜艇中，黑暗、低温、异常的环境压力、没有自然供应的氧气、狭窄的空间、与世隔绝、与其他人联系能力有限……艇员要自己发电供照明和设备使用，自己制造供呼吸的空气和供饮用的水，自己去除过多的二氧化碳，自己保持食物供应的完善……设计潜艇时包含了太空生活所需要的所有技术，我们学会了如何在一个完全人工、自给自足的环境中生活。
　　在讲述了我们如何在地球模拟太空环境以及发射前的各种准备后，作者的重点就放到了我们即将要去的那些外星球上，从轨道太空站、月球开始，到外太阳系结束。
　　在轨道这一章节，作者以齐奥尔科夫斯基火箭方程作为开场白，为我们介绍了进入轨道的困难，其必须达到的能量、速度和精确度令人生畏。
　　在火箭方程中，发射台到轨道的速度变化（Δv）与火箭排气速度有关，或者说与火箭在一个给定引力场利用推进剂的效率有关，火箭排气速度乘以两个质量相除后的自然对数函数就是Δv。这两个质量分别是装满燃料的火箭初始质量和燃料燃烧完且助推火箭脱离后卫星的最终质量。
　　为了安全考虑，我们现在依然使用化学燃料作为火箭的推进剂，长征五号用的燃料是液氢液氧，长征二号F用的则是四氧化二氮和偏二甲肼，并不那么高效的燃料使得我们送入轨道的卫星质量只占发射质量的2%到5%，剩下的质量都来自火箭和燃料。
　　在燃料技术并没有突破的现在，只能通过别的方式来节省成本，SpaceX的助推器着陆回收就是一种不错的选择。不光SpaceX，越来越多的公司加入到太空探索的行列中去，进入太空的成本会越来越低，作者描述了等到那时在轨道上生活的几种不同方式。
　　第一种就是空间站，再然后是太空旅馆、太空飞机、天钩、太空电梯、轨道环、通天塔等等。除了空间站我们已经建成使用以外，其他的都还处于新建文件夹的状态。
　　接下来是月球，不考虑任何太空竞赛的要素，我们也都得承认登陆月球的重要性。月球没有大气层，没有磁场，重力只有地球的1/6，昼夜温差极大……种种要素都告诉我们一件事：月球并不适宜居住。但是月球离我们那么近，只需3天我们就可以抵达，它能做到与地球近乎实时的通讯，低重力也意味着月球的引力井比地球小，如果我们想去火星的话，从月球出发比直接从地球出发需要的燃料要少得多，还有最重要的一点，月球有丰富的氦-3资源。
　　氘氚聚变虽然也能产生巨大的能量，但聚变过程中会放出高能中子，高能中子穿透能力极强，对生物和反应堆的结构材料都可能造成损伤。但是氦聚变不同，氦-3与氘融合会得到一个氦-4和一个质子，两个氦-3融合会产生一个氦-4和两个质子，质子没有放射性，比中子更安全。如果我们要使用聚变的能量，那就不得不考虑中子的危害，而氦-3规避了这一点，是完完全全的清洁能源。
　　然后是小行星、火星、金星、水星、外太阳系等等，别的不说了，只说一下火星吧，毕竟月球是距离我们最近的星球，火星却是太阳系中除地球之外的最适合定居的星球了。
　　火星有生命需要的一切：大量的挥发性物质、0.38倍的地球重力、与地球差不多的昼夜周期、不算大的昼夜温差、大气层……不过火星的重力大也意味着引力井更大，进出更困难；火星虽然有大气，但没有磁层，大气的主要成分是二氧化碳；还有一点是火星距离地球太远了，我们要花差不多6-9个月才能到达火星，几个月脱离地球的太空旅行风险巨大。
　　我看过《火星救援》的电影，火星上种土豆实在有趣，不过作者批评了这种作物，比起土豆，红薯明显更适合。确实，同样富含淀粉，红薯叶还能当作绿色蔬菜来吃，土豆叶只会让人拉肚子。不知道什么时候我们才能真的在火星种菜呢，有生之年我还可以看到吗？
　　除此之外，书中还有一系列前人提出的有意思的设想，比如在金星的大气层上造气球城市，在水星上把栖息地建在向西运行的轨道上，在土卫六上骑飞行车，在冥王星和冥卫一之间建造一条星际高速公路，以彗星为基础的宇宙飞船等等等等。有如此多条件迥异的星球，只要我们因地制宜，这些设想说不定某一天就实现了。
　　最后的最后，我们又回到了地球本身，太空探索并不是放弃地球，我们对太阳系的探索将以我们无法预测的方式改变地球，毕竟哪怕是核毁灭后的地球，其生存条件也比火星要强得多。
　　看完了这本书，我对太空探索这件事不再是单纯的“哦，就是发射火箭呀”，需要什么准备，我们要克服什么困难，我们会面对什么窘境，这些问题一一具象化，在作者幽默的笔触中娓娓道来，可以说，这是一本《太阳系生存指南》了。不过我偶尔为作者时不时露出来的“□□”而哂笑，这也不能否认这确实是一本很不错的书，辩证地看问题，这是马克思教我们的。
　　最后，我们探索太空的初心，一直以来都是好奇心与征服欲，世界那么大，我想去看看，探索的过程是不会因为暂时的困难而停止的，借用《银河英雄传说》的话来讲：我们的目标可是星辰大海呢。