衛星礦石除了月礦還有別的辦法嗎

歡迎再次來到殖民太陽系節目！今天，我們來看一看木星的衛星——艾奧（木衛一）、歐羅巴（木衛二）、加尼未（木衛三）和卡利斯托（木衛四）！

早在1610年，天文學家伽利略·伽利雷使用自制的望遠鏡首次發現木星的衛星。後來，為了紀念此次重大發現，人們稱這四顆衛星為“伽利略衛星”。當人們開始探索外太空的時候，就被這些星系深深吸引住了。

舉個例子，自幾十年前先驅號和旅行者號探測器穿過這些星系後，科學家們就猜測像木衛二這樣的衛星可能是太陽系中最適合地球人居住的地方。因為木衛二上存在水、內海、礦石和有機分子，某天人類也可以在這類世界中建立自己的種族。

科幻案例：

許多科幻故事中就建立在殖民木星的概念之上。例如，小說《天上的農夫》中，作者羅伯特·A·海因萊因刻畫了一位男孩和他的家人搬到木衛三上的故事，農民們正努力把木衛三變成農業社會，使其變成另一個地球。小說中花費了大量筆墨描述木衛四的大氣層，海因萊因的其他許多小說作品也提及了在木衛三殖民的內容，例如《滾石太空家族》《雙星》《我不怕邪惡》以及其去世之後才出版的《變星》。

亞瑟·查理斯·克拉克1982年的小說《2010：太空漫遊2》封面（公共領域）

1954年，波爾·安德森的小說《木衛三的雪》問世。書中一群改造者移居到一個叫做X的地方，那是兩年前一群美國教徒建立起來的。

克拉克《太空漫遊》系列裡面，木衛二起到了不可或缺的作用。在《2010：太空漫遊2》中，自古以來就有先進智慧的一群外星人試圖把木星變成第二個太陽，以此使木衛二更適宜居住。這顆矮行星（啟明星）的熱量融化了木衛二表面的冰層，因此地表下的各種生命正在慢慢衍生。在《2061：太空漫遊3》中，克萊克也提及了啟明星的熱量影響木衛三表面，致使表面冰層融化從而形成大型赤道湖的過程。美國科幻小說家艾薩克·阿西莫夫也在自己的故事中使用了木星衛星，其短篇故事《不是定論》《無心的勝利》中揭示了木衛三的人類和木星上的居住者之間的矛盾。

在飛利浦·K·迪克短篇小說《塑造揚西》中，木衛四上生活著一個種族，楊西作為大眾交流者，用廣播傳遞資訊。在布魯斯·斯特林的小說《分裂場域》中，木衛二生活著一群基因工程創造的後人類，他們極度想要控制太陽系。

阿拉斯泰爾·雷諾茲短篇小說《監視木衛二》中的種族在木衛二表面冰層內部生活，同時出現了一批基因工程下的人類（被稱為“但尼人”）在海洋的次表層生存，由於距離地核地幔邊界很近，超熱帶保持水溫，維繫生命。

基姆·羅賓遜的《伽利略的夢》與《2312》都刻畫了木衛一上的生命，活火山時刻噴發，地表極度混亂，但移居者也能適應。《伽利略的夢》也以木衛四為部分內容的背景，那裡有一座名叫瓦哈拉的城市，就位於木衛四大火山口的邊緣地帶。

羅賓遜小說《白色記憶》中，宣講家們來到了木衛二，那裡生活著一群住在融冰形成的水坑裡的人類。其另一部小說《藍火星》則刻畫了木衛三上繁榮的生機。

“家族照”——木星和它的四顆衛星，新視野號宇宙飛船於2007年拍攝。從左到右依次為木衛一、木衛二、木衛三、木衛四。來源：NASA/霍普金斯大學應用物理實驗室/美國西南研究院

建議方法：

自旅行者號探測器穿過木星星系後，科學家們就木衛太空任務甚至移民木衛提出了許多假設。例如1994年，阿爾忒彌斯計劃進入太空，試圖於21世紀殖民木衛。但是在1997年，他們確實擬定了殖民木衛二的計劃，打算在其表面安置愛斯基摩式冰屋，為科學家們提供庇護，便於向冰層內部挖掘，研究亞表層海洋。該計劃也討論了人類利用氣窩在冰層上長久居住的可能性。

2003年，NASA推出“改革概念”研究，“人類外太空探索”計劃未來探索太陽系。由於與木星相距甚遠，加上輻射暴露率低，目標地就定在了木衛四。該計劃旨在2045年開啟，隨之一同開啟建立木衛四的基地，以便科學團隊能夠遠端操控用於探測木衛二內層冰的機器潛水艇。在木衛四的著陸點附近，科學家們將開挖表層並作為樣本進行試驗。最後，在探測木衛四的同時，也會在其表面建造可再利用的居住地，以獲取冰水並將其轉化為火箭燃料。該基地將在木星體系中完成未來所有的探索任務。

於2003年，NASA報道稱20世紀40年代人類有望進入木衛四。據格倫研究中心和俄亥俄航空航天研究所聯合研究表明，該任務利用配有核電推動裝置和人造重力的飛船，在五年的任務行程中將飛船送往木衛四並建立起基地。

在羅伯特·祖布林《進入太空：創造航天文明》（1999）一書中，其主張將外太空的行星（包括木星）大氣層最小化以獲得氫-3燃料，因此至少需要在一個木衛上建立基地。NASA對此進行了猜想，要在地球乃至太陽系任何一個星球上殖民，要如何才能為燃料反應器提供無窮無盡的燃料。

20世紀初，非盈利組織救生艇基金會成立，旨在為人類的持續做貢獻。於2012年，他們公開了一項名為《殖民木衛：評估人類殖民地選擇及替代選擇》的研究，將殖民木衛視作殖民月球或者火星的另一項替代選擇。

2012年10月，埃隆·馬斯克公開了其火星殖民發射器的理念，這是其殖民火星長期目標的核心。當時，馬斯克認為第一艘無人航天火星宇宙飛船將於2022年出世，接下來第一艘載人火星殖民發射器任務將於2024年開啟。2016年9月，即2016年國際宇航大會期間，馬斯克進一步闡述了他的計劃，包括火星內部交通體系的設計以及預算等。該體系的初衷是將人類送至火星生活，現在計劃送至木衛等在太陽系比火星更遠的地方。

可能收益：

在木衛上殖民對人類有許多潛在的好處。比如木星體系物質豐富，包括水、碳、二氧化碳、氨冰和有機分子，這點事不可置否的。此外，木衛也含有大量的液態水。舉個例子，據預測，木衛二內層冰的體積可含多達3 × 1018 m3的液態水，是地球上所有海洋加起來的兩倍還要多一些。木星上的氫氣和氫-3能用做核燃料，而殖民木衛也使得探索木星任務成為可能。

基於木衛二的新研究，天文學家們作出假設：鹽滷假如從衛星表層液態海洋中流出，會到達凍層冰，那裡表面充斥著木衛一火山噴發帶來的硫磺。自NASA執行旅行者號和木星任務起，人們對於上述假設就爭論不休。

木衛二（前面），木星（右邊），木衛一（中間）藝術家想象圖。圖片來源：NASA/ JPL-Caltech

殖民木衛二和木衛三能幫助更多地探索太空任務研究衛星上的內部海洋。由於這些海洋據說生存著一些太陽系的外星人，殖民木衛就可以近距離研究它們，也算作是科研的一大發現了。

殖民木衛也有助於進一步探索太陽系，能為任務組提供中途停留的休息點，增加補給以往返另一處殖民目的地——土星星系（土星衛星）。

簡而言之，殖民木衛，人們能收穫大量資源，得到無窮研究機會，假設人類可以克服所有挑戰，便會以新物種的身份出現卻又呈現一種“後稀缺”的狀態。

挑戰：

當然，這些挑戰數量極多、規模極大：輻射、長期失重影響、交通問題、基礎設施缺乏以及資金不足等。既然輻射對探索造成一定的危險，那麼要首先解決這一問題才對。

木星以及其運轉系統的磁場產生電流 來源：維基共享

木衛一和木衛二距離木星最近，受到的衛星輻射自然最多，再加上兩者都沒有磁場做保護層，大氣也很稀薄，使之情況更加糟糕。木衛一表面平均每天接收3600雷姆輻射，木衛二則是540雷姆。

以地球上接受的輻射來比較，人類每天接受不到1雷姆的輻射（發達國家為0。62雷姆）。這樣看來，一天接受輻射500雷姆很可能是致命的，幾天時間內暴露75雷姆足夠導致嚴重的健康問題，乃至輻射中毒。

木衛三是木星周圍唯一一個有磁場的衛星（也是除了地球以外唯一一個沒有燃氣的大天體）。但是它也同樣處在木星巨大磁場的掌控之中。平均下來，木衛三每天接受8雷姆的輻射，等同於火星一年接受的輻射總量。

只有木衛四距離木星最遠，可以擺脫木星磁場控制，每天幾乎只接受0。01雷姆的輻射，數字僅是地球受到輻射的一小部分。但是其與木星的遠距離意味著也存在同等的問題（不僅僅是木衛四內部缺乏潮汐供熱方面）。

木衛四基地的藝術家想象圖 來源：NASA

與在其他可能的地區進行殖民，木星體系似乎距離上非常遠，所以用於殖民需要的運輸人員和必備物資需要花費大量的時間，包括在木衛上運輸資源也同樣如此。

我們來設想一下實際去木星的任務，就能大概知道需要耗費的時間了。NASA的先驅者十號探測器是第一隻從地球飛往木星的宇宙飛船，自1972年3月3日發射後歷時640天飛行時間，於1093年12月3日到達。先驅者十一號則歷時606天，與先驅者十號都是直接穿過星系到達外層的星體。旅行者一號和二號也是利用同樣的方式分別歷時546天和688天到達目的地。同樣都是直達目的地，木星號和最近的朱諾號卻花費了更長的時間。

近地軌道執行的雙模核熱火箭的藝術家想象圖 來源NASA

木星號探測器於1989年10月18日離開地球，於1995年12月7日到達木星。換句話說，該探測器花費了6年1個月19天才從地球到達木星。朱諾號發射於2011年8月5日，於2016年7月5日到達木星軌道，共歷時1796天，也就是不到5年時間。

還有一點要強調的，這些都是無人航天任務，只有一個機器探測器，沒有容得下一批人員、供給和大量裝置的船體。因此殖民飛船一定會更大一點，需要像核熱能或核電能引擎之類的更先進的推動系統來確保在合理時間內完成任務。

來回木衛的任務還需要在地球與木星之間建立基地，以便提供燃料和物資供給，減少獨立任務的花費成本。也就是說在木星任務可行和成本有效之前，我們必須在月球、火星以及小行星帶上建立永久補給站。

這兩個挑戰增加了任務成本。製作有能力在一定時間內去到木星的飛船之前，還需要建立維繫其執行的基地，再加上建立殖民本身過程的花費，殖民木衛真的需要很大一筆錢。此外航天過程中存在種種危險，有人就開始懷疑這些任務是否值得我們付出的這些代價。

據美國太空技術探索公司最近釋出，行星際過境系統將有可能到達火星以及其他太陽系星球。圖源：美國太空技術探索公司

另一方面，關於太空探索和殖民，在木衛上建立永久人類補給站也是極具意義的。如果採取適當的預見措施，使用恰當的資源，所有的挑戰都是可以克服的。然後在等建立月亮和火星的殖民地或基地的時候，繼續向前進一步也就是個不錯的想法了。

殖民木衛是人類在外太空進行殖民的立足點，也為日後殖民土星甚至更遠的星球提供中途休息的處所。總而言之，所有的這一些取決於我們願意付出多少。

作者： universetoday

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