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正如网络、电子邮件等技术是互联网经济变得可行的“制胜秘籍”,太空工业经济也离不开一些关键技术,这些技术让未来火星移民基地的补给成为可能.
美国行星科学家Philip Metzger认为移民火星的3项“制胜秘籍”是能为航天器提供能源的小行星采矿技术、太空天线的3D打印技术以及向地球输送清洁能源的技术.
小行星采矿技术
关于小行星采矿已出现了一个商业案例.这一案例中,航天器被发送至距离地球表面35 400千米的地方,围绕用电推进技术进入地球静止轨道的传统卫星旋转,在6个月至12个月内可以去往任何地方.但实施这项研究的卫星公司花了很多间接费用,却没有获得任何收益.
Metzger曾计算过,除开制造小行星采矿的飞船、燃料仓库、星际交通船以及三者运行的费用,在一定参数条件下,都表明该卫星公司可以盈利.他也提出了一种利用小行星采矿的方法：一艘飞船挖掘小行星上的岩石,并从中提取岩石中与粘土以化学方式结合的水分子.接着,飞船将获得的水送到绕轨道飞行的仓库中,在那里,水被分解成氢和氧,而氢和氧可以作为火箭燃料.一艘星际交通船将收集这些燃料,并与最近发射的卫星会合,然后将这些燃料注入该卫星,使其有足够的动力进入最终轨道.
“若上述过程能在一周内完成,可为这家卫星公司节省数亿美元.”Metzger说.
太空天线的3D打印技术
人类对互联网数据的需求量平均每10.5个月就翻番,在十年内,人类需要克服互联网最大容量的限制.由于企业建设光纤电缆的速度完全跟不上需求量增加的速度,因此SpaceX、OneWeb等太空公司计划发射数千颗小型的互联网卫星,进入约1 200千米高的近地球轨道以 保持数据传输.
近地轨道上,小卫星的旋转速度比地球的旋转速度快,所以它不会在同一个地点逗留太久.这意味着,近地卫星不得不将数据传递给在它身后的其他卫星,数千颗小卫星将形成一张网络.不过,由于小卫星的容量有限,为应对数据传输量的增加,整个“卫星舰队”将在同一时间被取代.
Metzger设想,将小行星中得到的金属矿用作在太空中3D打印大型互联网天线的原料.
在太空中进行3D打印的技术早已实现.凭借NASA（美国航空航天局）资助的2 000万美元,太空制造公司Made In Space正与其他两家机构合作,致力于Archinaut计划.该计划的目标是在太空建造一台3D打印机,用于在太空中装配大型且复杂的建筑物.
3D打印天线将在离地球约35 406千米的静止轨道上绕地球旋转,与地球的旋转速度保持一致.因此,每一颗互联网卫星都将被“固定”在地球上的一个或多个地区.如果要求某个特定城市如芝加哥的数据容量增加,那么卫星能通过调整带宽提供更多的容量.
向地球输送清洁能源的技术
然而,解决地球的数据需求并不能解决我们面临的所有计算机问题.一些半导体行业协会和半导体研究公司在2016年的报道中提到,2040年,计算机将用尽地球上所有可以利用的能源.人类需要在地球以外的地区找到可持续性的能源供应.
2012年,John Mankins获得了NASA创新先进理念项目的资助,将他的设想“在太空中摆放一系列可移动的薄镜将太阳能反射入地球”付诸研究.NASA喷气推进实验室前雇员Mankins提出将地球生产的镜子发射入太空.不过,由于花费较大,这些计划难以吸引投资者.而如果在太空中生产镜子,将是最经济的方式.
如果开始第一项“制胜秘籍”,通过小行星采矿获得推进剂,它将带领人们开始第二项“制胜秘籍”,即在太空中制造超大型天线.于是,人们无需向太空中发射任何东西,就能建造出太空太阳能系统.
“最后,你会得到一条完整的供应链.”Metzger说,太空中的行业越多,制造飞船、移民火星就会变得越容易.（据天空联盟公众号）
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参考文献：
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