地球资源够不够外星人来一次的油费？ 第1页

宇宙的资源多的超乎你想象。以下分析不考虑异国情调的幻想，而是谈现实合理的思考。

先说燃料问题吧，能星际飞行的不可能烧煤、烧石油。至少也是核聚变，核聚变燃料可以用氢、氘、氦3（聚变能量最强）等。而地球上的氢主要存在于水里，需要耗能的电解去分离出氢。氚是氢的同位素，从氢或者水等含氢物质里进行同位素分离提取，参见重水。氦3是氦的稀少同位素，由于地球的位置离太阳比较近。氦的密度又比地球大气低的多，所以地球上的氦基本都飘到地球大气边缘逸散到太空了，地球上的氦主要来自天然气的杂质，而氦3更是少之又少（比黄金还少得多）。月球上的氦3分散在月球土壤里，要提取也挺折腾的。可以说地月系统根本不适合大规模补充燃料。

那太阳系里什么地方最适合补充燃料？我觉得是木星，众所周知木星是太阳系最大的行星，质量是地球的317.8倍！主要由氢和氦构成，而地球主要是硅酸盐和铁镍构成。这意味着木星是核聚变燃料的最佳来源，可以直接从木星大气层里抽取氢氦，然后分离出氘或者氦3补充燃料。而且木星的天然卫星例如木卫二、木卫三、木卫四上有非常多的冰，冰下还有含盐液态水海洋，所含的水远比地球海洋多。更妙的是木星有太阳系行星最强的磁场，能够俘获一些神奇有趣的玩意例如少量反物质粒子，这是宇宙射线和星际介质原子互相核反应产生的反质子，反质子配上正电子就成反氢原子，而正电子很容易人工制造，医院里的正电子断层扫描早已不是新玩意。如果外星飞船以反物质为燃料，那也许可以捞一些被木星磁场困住的反物质粒子来补充。当然木星的引力相对大，而全磁场除了反物质还会俘获宇宙射线高能粒子产生强电离辐射。不过这对于能星际航行的文明而言肯定不是问题。木星的大气层也能作为气动减速用，类似太空漫游2010里的列昂诺夫号，这样就能节省抵达时减速推进剂。地球在太阳重力井里的位置比木星更深，从太阳系外来要减速进入地球轨道需要消耗比进入木星轨道大的多的能量。由此可见，要加油请去木星。

接下来谈地球上的资源，地球上无论是金属还是无机矿物、有机物、挥发物都远没太阳系其他地方丰富——要金属和无机矿物可以去水星、小行星、气体巨行星的卫星。要有机物，太阳系里土卫六上的有机物多到令人发指，气体巨行星大气层里也有不少有机物特别是天王星、海王星，小行星、彗星上同样也有有机物。要挥发物，例如水、氢、氦这个前面说过了，去气体巨行星和其卫星找。

那地球上有什么独特的资源？我觉得是生物圈系统、生物和人类的文化艺术，这是独一无二的。我不觉得宇宙另一颗行星上也有和地球上一模一样的大熊猫、黑掌树蛙等神奇生命。也不可能有一模一样的贝多芬、莫扎特、尤克里里、达芬奇、雅典卫城等丰富灿烂的文化艺术。都是宇宙其他地方找不到的、独一无二的。物以稀为贵，地球本身的物质资源真的不值一提，重要的是上面居住的生物和生物创造出的文化艺术。

那太空飞行是否像开车一样途中要找路过的星球停下加油？答案是否定的，因为太空中不存在实质性的阻力(太阳系附近的本地泡星际介质密度只有0.25颗粒子/立方厘米，数据来自新罕布什尔大学Interstellar Medium Learning Pages)。太空飞行是加速完后惯性飞行，不会停下来，关掉引擎后，惯性依旧会让你向目标飞。相反中途要停下来才需要启动引擎反方向启动来减速，把速度降低到足以被目标星球引力俘获才能进入轨道，否则只会掠飞而过。新地平线（新视野号）冥王星探测器就是没能力减速，于是到了冥王星也不能停下来细看只能短暂的观测一下随着惯性飞走。因此在星际航行里除非发生非常紧急的事，例如飞船严重损坏，需要小行星资源来修理等特殊情况。否则是不可能中途找星球停下加油的，因为那样毫无意义，反而会额外损耗引擎，还无故的增加航行时间，唯一的好处就是可以科考一番了。不过我觉得用小型无人探测器更好，没必要让大伙一起折腾。另外由于星际空间非常空旷，飞向目标恒星的轨迹上基本不可能有路过的星球。这意味着如果真要找星球停下，得额外多烧推进剂改变航向轨迹，最终烧掉的推进剂比直飞目标还多的多，耗时也更长。

有人问星际航行的食物问题，解决办法是封闭式循环生命支持系统+转基因生物。用立体结构人工光照水栽农场大量、迅速培育转基因高产作物。繁殖极其迅速的单细胞藻类经过适当的处理例如破壁加工后也能作为食物原料，同时处理废物，经过基因改造的有益菌也能迅速的处理废物并且生产有用的物质例如天然聚合物。至于荤菜，可以通过人工培育动物肌肉组织来获取人造肉。一些甲壳类动物也很容易人工养殖培育。此外还能通过纯人工化学方式合成糖、淀粉、蛋白质等，实现自给自足。这些技术问题在近未来都能轻松搞定。水的循环利用更是已经越来越成熟，国际空间站上的宇航员喝的就是净化处理过的尿。

有人问那生命支持等飞船设备消耗的能源怎么解决？这个好办，毕竟核聚变的能量密度很高，一吨氦3核聚变释放的能量相当于5000万桶石油燃烧的能量。因此可以轻松储备够用几百、上千年的聚变燃料。

有人问核聚变点火装置很复杂，会不会带来太多死重?我觉得看电子计算机刚发明时是占满几个房间的庞然大物，而如今各位用来上知乎的电脑、手机个头比最初的计算机小很多，性能也不知道高到哪里去了，所以随着技术进步核聚变装置可能也会像计算机一样更紧凑更强，近年来超导、超级电容等技术发展的也很快。

此外核聚变点火还能使用反物质湮灭来催化。众所周知正物质-反物质湮灭产生的能量非常强，然而反物质本身难以获得，目前用粒子加速器等方式生产的反物质太少。在可预见未来纯反物质推进是不切实际的梦想。然而如果用极少量的反物质作为核聚变的点火能量，那就完全不同了，好比是一根小火柴就能点燃森林大火。大大降低了反物质需求，这样可以极大的简化聚变引擎的设计，同时对反物质的需求在未来也可能足以承受，当然还是要大大提升反物质产能和生产效率，不过比纯反物质推进容易多了，或许可以通过打捞气体巨行星磁场里的反质子来获取，NASA的人还真的思考过。

有人说勘察不同恒星系统，就需要停下补充燃料考察完再走。然而太空探测特别是恒星际探测跟当年大航海有很大不同。要勘探一系列不同的恒星系统，最好的办法是先用巨型望远镜观察分析确定目标，然后短时间内分别发送一系列高性能无人探测器去细探，这样经济又快速。不用昂贵的巨型载人飞船冒险折腾。

由于我觉得脱离现实谈太科幻的东西毫无意义。因为这种情况下就取决于作者的嘴，自己怎么设定等，没营养最后容易成为“空”对“空”的撕逼。另外如果人类以后去了其他恒星系统的类地行星，那我们人类对于那里就是外星人了。

因此谁如果说星际航行把沿途星球当加油站补给啥的，那这肯定不是硬科幻，这作者也缺乏基本的航天、天文常识。要提高自己的科学水平，不要犯这种荒诞可笑的低级错误。航天飞行不是地球上开车。

更不要盲目的把曾经的大航海时代盲目无脑的搬上太空！

有人问中途修正或者规避危险等消耗燃料的问题，下面我就举例

上图是引擎RS-25引擎，是航天飞机主发动机，推力达2279千牛顿。下图是航天飞机、阿波罗登月舱等航天器姿态控制系统用的R-4D，推力只有490牛顿。可见推力相差之悬殊，对燃料的消耗量也是天壤之别。太空飞行中修正轨迹之类的一般用姿态控制系统就够了。