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★ NASA戈达德太空飞行中心资深作家克里斯托弗·万杰克又一力作
★ 系统回答了人类要想在月球、火星、小行星、木卫四、土卫六……这些星球上定居，将要面临的挑战，深入分析了人类离开地球的安全界限、实际挑战或合理动机
★ 人类探索太空的真正理由是什么？我们怎样才能成为一个多行星物种？马克 · 沃特尼能靠种土豆在火星上生存吗？宇航员在空间站里为何每天都要锻炼？一名宇航员在空间站待一天需要花多少钱？这本书都会告诉你答案
★ 《每日电讯报》2020年度推荐图书
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| 內容簡介： |
阿波罗11号登月50多年后，为什么太空中人类的身影还如此之少?我们会到达火星吗?人类如何才能成为一个多星球物种，殖民太阳系并前往其他恒星? 本书将直面这些问题。
本书对离开地球的安全界限、实际挑战或合理动机进行了深入探讨。克里斯托弗·万杰克认为，考虑到潜在的科学和商业宝藏，在未来几十年里，我们将重返月球并探索火星，这一点毫无疑问。其中私人企业已经发挥了主导作用，并从人类的太空活动中获利。万杰克认为，这可以是一个可持续的项目，是地球科学、商业和休闲活动的自然延伸。他设想在近地轨道上建造旅馆，在月球上采矿、发展旅游和科学探索。他还建议在火星上缓慢而稳定地建设科学基地。如果火星的重力能够允许生育和儿童的健康成长，那么人类将在火星上建立定居点。
对奇迹的渴望会带领我们走很远，但如果我们真的想在新世界定居，则需要工程师、科学家和企业家的筹划。万杰克向我们介绍了那些规划者，他们正在努力使太空生活成为现实。
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| 關於作者： |
克里斯托弗·万杰克（Christopher Wanjek）
科普作家、科学记者，曾担任NASA戈达德太空飞行中心资深作家，报道宇宙的结构与演化。先后为《华盛顿邮报》《史密森尼杂志》《天空与望远镜》《天文学》《水星》和《生命科学》等报刊撰稿500余篇。已出版有《这才是医学》《工作中的食物》等作品，其著作已被翻译成近10种语言。
李平
高级工程师、情报工程学学士、通信与信息系统硕士，长期从事航天类科技期刊编辑、航天领域科技信息研究、文献资料翻译以及国内外航天技术发展史研究工作，曾参与《阿波罗是如何飞到月球的》《阿波罗计划——权威原始资料》等译著的翻译和审校。
王加为
1988年毕业于山东大学外文系英语语言文学专业。现为航天工程大学教授，长期从事英语教学和学术翻译工作，主要涉足领域有国防采购、文学评论和语言学。主要译著有《文学论著》《文化与权利》《表达与意义》等。
郑子轩
荷兰代尔夫特理工大学博士，西北工业大学副教授、硕士生导师。主要研究领域为空间应用科学与工程、飞行器设计等。在Aerospace Science and Technology、Acta Astronautica等权威杂志发表论文10余篇，并出版有英文专著Autonomous Mission Planning for Multiple Satellite Systems。
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| 目錄：
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推荐序
译者的话
引 言 发射之前
1 - 生活在地球
2 - 倒计时前的检查
3 - 生活在轨道
4 - 生活在月球
5 - 生活在小行星
6 - 生活在火星
7 - 生活在内外太阳系及无垠宇宙
后 记 欢迎回家
注 释
扩展资料
致 谢
图片版权
索 引
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| 內容試閱：
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推荐序一
现代宇宙航行学奠基人康斯坦丁 · 齐奥尔科夫斯基曾经说过：“地球是人类的摇篮，但是人类不能永远生活在摇篮里。”克里斯托弗 · 万杰克所著的《太空居民》这本书，就是要告诉读者，人类为什么要离开地球，如何离开地球，以及如何在广漠的宇宙中克服重重困难、开拓新的生存空间。
人类为什么要离开地球？地球上的生命经过数十亿年的演化，已经完全适应了地球环境。或者更准确地说，地球上的生命是根据地球环境量身定制的。空气、水、阳光、温度、大气压力、重力、宇宙射线……任何元素出现变化，生命都会受到极大的威胁。全球变暖带来的气候变化、自然灾害以及物种消失，已经给人类敲响了警钟。然而，即便如此，与月球、火星、土卫六这些人们热衷移居的目的地相比，地球依然是适合人类居住的家园。人口太多而资源太少、瘟疫、大规模核战争、小行星撞击地球、伽马射线暴冲击，这些人们常常给出的逃离地球的理由，作者一一予以了驳斥。后，作者借助登山家马洛里的话给出了答案：因为它就在那里。
是的，宇宙就在那里！好奇心和探索的欲望驱使着人类征服宇宙，正如人类征服大海、天空一样，这是人的本能。
人类自远古时代，就对浩瀚的宇宙有着无尽的想象，对探索宇宙、了解宇宙有着不懈的追求。进入20世纪，随着科学技术的进步，人们借助月球、火星、金星等各类行星、小行星、卫星探测器，逐渐揭开宇宙神秘面纱的一角。
20世纪60年代末，美国人将宇航员送上了月球。受到这一成就的激励，人们曾经乐观地认为，人类不久就能踏足火星，甚至能大规模地在太空生活。然而半个多世纪过去了，人类距离登陆火星还有遥远的距离，所谓太空生活也仅限于几名宇航员待在空间站里，移民外太空依然只出现在科幻片中。
是什么限制了人类进入太空的步伐，作者给出了高成本、高风险、低投资回报率以及战争驱动力减弱等几个因素。
我认同作者的这一观点，即只有大幅降低进入太空的成本，提高太空活动的投资回报率，才会有更多的商业投资者愿意涉足航天领域或太空经济；只有当更多的商业投资者进入到航天领域，太空经济才会拥有良好的生态。人们甚至可以期待有朝一日乘火箭进入太空就像乘坐飞机一样成为日常，到太空工作、旅游、度假、娱乐就像在地球上一样方便。
就推动商业航天发展而言，美国国家航空航天局（NASA）的一些做法是值得借鉴的。正是 NASA 向商业航天企业开放了核心技术，并将自己的工作重心放到了无利可图的关键技术攻关上，才使得太空探索技术公司（SpaceX）这样一个成立不到20年的商业航天企业在如此短的时间里取得了巨大的成就。像SpaceX这样的商业航天企业，几乎涉及卫星和运载火箭研发制造、发射、测控和应用服务等方方面面。由政府主导的航天项目与商业航天并存，将成为未来航天发展的主流趋势。
当然，人类在进入太空的征程中还面临着许许多多的困难。没有了大气的保护，宇宙中充满了致命的高能粒子；没有了重力，人的健康会受到极大的危害；长期旅行途中，食物、水、空气怎么解决；在密闭狭小的空间里居住数月甚至数年，人的精神能否承受；……所有这些问题，必须一一解决，人类才有可能真正走向太空。
从书中可以看到，目前世界各地的科研人员已经在地球上做了很多研究和实验，模拟外太空的环境和生活。比如在南极洲的温室里培育植物，在潜艇以及其他人造的密闭、拥挤的环境中研究人的生理和心理变化，甚至在陆地上建立起与大自然完全隔离的、一切资源自给自足的小环境。作者对这些实验的情况一一进行了总结，其中许多经验教训值得我们吸取。
《太空居民》是一部集科学知识普及与学术研究于一体的作品。它是一部科普图书，因为书中融入了大量的航天及宇宙太空知识，即便是中学生也能发现感兴趣的内容，从中汲取知识和营养；它又是一部学术著作，因为它对人类为什么以及如何进入太空的许多问题进行了系统的归纳和论证，值得专业人士认真研读。
书中曾多次提到中国航天事业的发展成就，及其对当今世界航天发展的影响。可见，中国航天事业的发展已经引起西方世界的高度重视。当然其中的某些观点难免会不够客观，请读者在阅读中要注意分辨。
经过60多年的发展，中国航天事业积累了丰富的经验，形成了鲜明的中国特色：始终坚持科学地制定长远规划，并且一以贯之，按照规划一步一步向前推进。不积跬步，无以至千里，只要我们按照自己的能力和规划，一步步扎实地向前推进，不被他人太空竞赛的想法所干扰，中国的航天事业必将取得更大的成就。
沈荣骏
航天工程管理与测控技术专家
中国工程院院士
永久返回太空真正需要的是什么
航天强国，有可能会于十年内在月球或火星上建立一座永久性的村庄。然而这样的壮举需要付出巨大的努力，巨大的努力需要巨大的财政支出，而一项巨大的财政支出又需要一个合理的理由。那么，人类探索太空的理由是什么？不可能仅仅因为听起来很棒就去这样做。听起来很棒并不是一个合理的理由。许多未来学家和太空爱好者一直不愿探究这个关键问题。他们沉浸在精巧的技术中，勾勒出到月球、到火星，甚至到更远的柯伊伯带的愿景。这些技术未必不符合物理规律。但很少有人深入探究我们为什么要这样做，谁会为此买单，以及如何买单。
从历史上看，国家或个人为大型项目提供大量资金的原因有三个：崇拜神或王权，战争，或经济回报的期盼。注意，“我们骨子里就这样”并不在这三个原因之内。纽约海登天文馆（Hayden Planetarium）主任、天体物理学家尼尔·德格拉斯· 泰森 (Neil deGrasse Tyson) 在 一 篇 题 为《 探 索 之 路 》（“Paths to Discovery”）的文章中介绍了这一思想。
崇拜神是我们拥有金字塔和教堂的原因；同样，国王们建造宫殿是为了彰显他们的不凡。尽管这两样如今都不常见，但战争仍是一种常见的投资原因。自 2003 年以来，美国已经为伊拉克、阿富汗和相关叛乱发动的战争花费了超过 4.79 万亿美元，这相当于至少 40次大规模火星任务的花费，足以在火星上建立永久性太空定居点。从历史来看，中国的长城是宏大而昂贵的，但从军事角度看却有至关重要的意义。与战争有关的其他项目包括曼哈顿计划、美国州际公路系统（必要时可用于军事装备运输）以及上述的阿波罗计划。这些现代军事开支刺激了经济发展。但无论如何，其目的是黩武。
经济回报的期望为巴拿马运河以及哥伦布、麦哲伦、刘易斯和克拉克等人的旅行提供了资金。政府为探索提供资金，是希望从中获利。哥伦布得到卡斯提尔王国的资助，并不是为了证明人类能够克服阻碍（即“我们骨子里就这样”），主要是为了建立一条有利可图的贸易通道——推广天主教（崇拜神）和打败葡萄牙（战争）。
我们对人类太空活动重新燃起的兴趣，实际上可能会导致人类在太空永久存在，因为这在一定程度上受到“战争”的驱动，但也有经济回报的推动。这与20世纪60年代的情况不同，当时战争是的驱动力。一场战争可能会让我们登上月球或火星，而经济上的可持续性则让我们留在那里。
为何要冒险出走？
所以，我们必须要问，为什么要离开地球去其他地方生活呢？当然，只是去月球或火星看看也不错。但是，如果在那里定居并且在那里生儿育女，让他们暴露在缺乏地球保护的所有风险之下，又没有充分的理由，这不是疯了吗？自己去冒险是一回事，带着全家老小去一颗小行星定居则完全是另一回事。这是反对太空定居的一个合理论据。另一个论据是，我们在地球上还有很多问题没有解决，为什么要去太空？根据世界卫生组织（ WHO）的数据，在地球上，有超过 20 亿人无法获得干净的水，而为了确保少数几个到访月球的人有水喝，却要花掉这么多钱，你怎么证明其合理性呢？这在道德上似乎很难选择。
有一点无论怎样强调都不过分：政府每天要为造访 ISS 的每位宇航员支付大约 750 万美元。但是，太空探索并不是造成地球苦难的原因，追求太空探索也不等于逃避和忽视地球上的问题。事实上，太空生活有助于地球上的生活。我坚信，空间科学就是地球科学，它从一开始就是我们的目标。我们在污染以及温室气体方面积累的了解来自空间观测。通信和气象卫星方面的空间技术提高了每个人的生活水平，而不仅仅是富人的生活水平。与机器人和其他机器相比，人类在太空中的存在，是造成太空活动天文价格的主要原因……目前来说是这样。
太空活动倡导者就为什么必须进入太空提出了不少观点，对此我大多表示反对。一种观点认为是人口问题：人口太多，资源太少。 21世纪初，世界人口超过了70 亿大关，根据联合国的估计，到 2100年将接近 120亿。但无论出于何种原因，如果我们没有能力在地球以外的其他任何地方生活，那么人类再这样持续繁殖下去，终会导致整个系统的崩溃。在坏的情况下，事情可能在短时间内就会变得糟糕，会发生食物和水短缺，以及争夺资源的小规模战争 —— 但人类物种不会消失。人口自然会趋于平衡从而与资源相匹配。不能将移民太空视作减少地球人口的一种手段，而应该将太空视作一个允许人口达到数万亿甚至更大规模的地方。
21世纪可能出现的人口情况是，全球将有更多的人摆脱贫困，但是生育数量减少，全球人口增速放缓。这是目前的趋势。
人口统计学家的统计数据表明，随着各地预期寿命的延长、随着妇女文化和受教育程度的提高、儿童死亡率的下降，以及科技的发展，人们不再需要一个大家庭来种植或采集食物，人口生育下降到一个稳定的人口替换水平，即平均每个妇女生育2.33个孩子。技术将极大改善食物分配体系，用污染更少的可再生资源取代化石燃料，将沙漠恢复成绿洲，在上面建造房屋、开垦农田。只要我们提高效率，地球就能多容纳数十亿或更多的人口。目前由人口带来的污染和饥饿问题，其主要原因是效率低下。美国扔掉了 40% 的食物，而且浪费掉了其开采的 2/3以上的能源。 这只是一个国家。我们还有很大的改进空间。
归根结底，要解决人口过剩问题，太空移民是非常不切实际的想法。在我们拥有在太空养活数十亿人口的技术之前（这是显著减少地球人口所需的数量），其他解决方案早就出现了。但是，如果我们想要生存空间（ Lebensraum），那么小行星带的资源可以养活100万亿人。
太空旅行狂热分子提出的另一种观点，是某种灾难（可能是天灾也可能是人祸）将会毁灭生命。这在短期内也不太可能发生。到目前为止，瘟疫无论多么可怕，都未能做到这一点。由鼠疫杆菌引起的黑死病杀死了欧洲一半以上的人口，在中国也造成了巨大灾难，但世界其他地区却得以幸免（欧洲文艺复兴的灵感，部分来自那场毁灭性瘟疫所带来的世界观的转变，尤其是在意大利的佛罗伦萨。这场瘟疫在短短 12 年里夺去了60% 的人口，约7万人的生命）。由欧洲人带到美洲的天花病毒，消灭了几乎所有的土著人。但是仍有一些人幸存下来。再看看其他物种，我们发现所有非人类影响和非外来天体造成的物种灭绝发生得非常缓慢，原因多来自它们进化成了一个新物种，或被大量捕食，或失去了栖息地。
的确，大规模的核战争会杀死大多数人。但也有一小部分人可以在防御严密的掩体中，或者在极地附近受核冬天影响较小的偏远地区生存下来。大气和海洋学家欧文·布莱恩·图恩（ Owen Brian Toon）估计，全球核战争后，由于地球变得太黑暗太寒冷，无法维持农业，将有 90% 的人死于饥饿。 难以想象的恐怖。然而地球上仍然会有7.5亿人生存下来。 即使只有1%的人幸存，也会留下数百万人。只有当火星已经是一个自给自足的殖民地时，它才会成为地球核灾难的避难所。而真正的自给自足（即不需要来自地球母亲的食物或工具），乐观的估计也要几个世纪以后。没错，你必须从某个时间开始。但是现在开始建立火星殖民地的需求并不紧迫。的确，只有在技术完全允许的情况下，才更容易在火星定居；也就是说，如果 2050年可以借助3D打印和人工智能技术，以我们今天无法理解的水平建造临时定居点，那么在200年的时间里，从2020年开始与从2050年开始相比，并不一定会让我们获得 30 年的先机。与此同时，我们只能寄希望于核威胁将在今后几代人中减少。 如果不能，那么21世纪建造的依赖于地球的火星殖民地将只能惊恐地看着地球母亲被毁灭，而他们也开始数着日子走向末日，就像一只没有蜂巢的蜜蜂那样。
小行星一直持续威胁着地球上的生命。地球已经被撞击了很多次，每一次巨大撞击都导致了生命的大范围灭绝。需要知道的是，远处有一颗巨大的小行星正处在与地球碰撞的轨道上，它肯定会在未来 10 万年内撞上地球。但更有可能的是，在一个世纪之内，在拥有能够自我维系的太空殖民地之前，我们就已经拥有探测及消除小行星威胁的技术， 而在此之前小行星也有可能偷偷溜进来，但发生的概率极低。如果真的发生了，是否意味着人类的终结？恐龙不知道如何生存下去，但人类知道。此时此刻，一些非常富有的人已经拥有地下掩体，可以在地下生存数年度过核冬天。民选官员和他们的家人也是如此。焦虑和偏执的人也在进行储备，等待世界末日善恶大决战的到来，不管这场大决战会以什么样的方式到来。在整个世界都陷入火海的情况下，他们能至少维持一年。大多数人会死亡，但也有相当一部分人会幸存下来。
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