正文 第259章 旋转栖息地
罐和其他防护层的非旋转超级防护结构，具体的防护设计可以参照航天器的标准。
这些氢还能当作燃料使用，我们的空气和水资源储备也能进一步增强防护效果——辐射对空气和水基本没有影响，相比之下，让微陨石撞毁部分储备资源，总比伤及人类要好。
而在小行星采矿的背景下，我们大概率会利用采矿产生的矿渣来做防护材料。
不过，即便遇到太阳系中约一百万颗直径约一英里的小行星，我们也其实没必要将其挖空。
这种做法其实并不划算，在即便有微弱重力的大型小行星上铲运岩石，也像铲运泡沫塑料一样轻松；即便在谷神星——如今被归为矮行星而非小行星的最大天体上，你也能轻而易举地举起一辆卡车。
而对于那些更小的、直径约一英里的小行星（这类小行星的数量是那些知名大行星的数千倍），你甚至能像踢皮球一样挪动和房子一般大的岩石。
在小行星上采矿，最大的问题是需要搭建一个穹顶，防止碎石飘入太空。
小行星本质上也并非整块的坚硬岩石，大多都是碎石堆聚而成的，所以开采时也无需进行大规模的挖掘作业。
在小行星内部建造设施，也不需要特别坚固的结构，因为这类天体体积小、重力极弱，即便在数百英尺的岩层之下，压力也小到不足以压碎一个空易拉罐。
因此，我们无需像在地球上采矿那样，对隧道进行加固支撑。
那为什么说挖空小行星的做法并不可取呢？
简单来说，这种做法会造成极大的材料浪费。
假设你发现了一颗形状规整的球形岩石小行星，直径约一英里，想要用岩石作为防护材料。
事实上，十几英尺厚的岩石层，就足以轻松抵御微陨石的撞击，并将宇宙辐射降低到接近地球表面的水平。
在地球上，我们头顶的大气层带来的压力约为每平方英寸14磅，也就是每平方米10吨，这相当于身处10米深的水下，或是3到5米厚的普通岩石层下所承受的物质质量。
也就是说，30英尺厚的岩石层，能为你提供和地球大气层相当的防护效果。
即便你想要更高的防护等级，设置100英尺厚的岩石层——这个厚度足以抵御除直接核打击外的任何威胁，也只用到了这颗直径一英里的小行星约3到4的物质，若是更大的小行星，这个比例会更低。
而挖空后剩下的空间，就只是被一层薄薄的岩石、水和钢材包裹的空壳而已。
那剩下的这些原材料该如何处理呢？
你可以将其运到其他地方，但岩石只有在提炼出铂、金、铱等贵金属后才有价值，除此之外，其出口价值微乎其微。
说实话，对于这个尺寸的小行星，分散开采其实会更便捷。
因此，不如将整颗小行星改造成一个直径扩大五到六倍的巨大中空球体，然后在接下来的数年里，慢慢将开采出的岩石替换成氢罐。
从长远来看，在核聚变经济体系下，用多余的矿产换取更多储存在外部罐体内的氢，才是更划算的选择，毕竟这些氢既能当作火箭燃料，又能起到防护作用。
仅仅是用于抵御宇宙辐射的氢，其中一小部分就能为环形栖息地提供数十亿年的照明和动力。
所以，我们可以将一颗小小的小行星，改造成一个内部带有旋转栖息地的巨大球体，球体的其余空间可以用作零重力储存区、工业区，或是建造更小的圆柱形设施，比如水培种植区。
如果面对的是更大的小行星，我们可以将其拆解，改造成多个较小的球体；如果不想打造更大的圆柱体，也可以将多个圆柱体以特定的几何形状排列，让它们的端部相互接触。
这也引出了另一个设计要点：旋转栖息地的半径并非必须全程保持一致，我们可以将其边缘设计成锥形，这样随着直径变小，模拟重力也会逐渐减弱。
我们还可以在栖息地的外壳上设计凹陷和凸起，这样无需填充大量的土壤和水，就能打造出更高的山丘和更深的湖泊。
类似气凝胶这类超轻且坚固的新型材料，也可以铺在表层土壤之下，起到辅助支撑的作用。
在地球上，我们的挖掘深度一般不会超过几米，大多数植物的根系也不会扎得太深，因此在旋转栖息地中，也没必要铺设数百米厚的土壤和岩石。
栖息地内部的照明，既可以通过圆柱体两端的镜子引入阳光，更理想的方式则是使用核聚变供电的灯具，这类灯具可以只发出人类可见或植物生长所需的特定频率光线，这样能大幅减少废热产生，让我们可以打造多层居住空间，同时不影响美观。
至于视野中向上弯曲的地平线，一部分可以通过打造山丘和山谷来打破视觉上的平坦感，而在规模非常大的栖息地上，这种弯曲的差异几乎是无法察觉的。
不过，有一个问题很难解决：这里的天空并非地球那样的蓝天白云，抬头看到的会是相邻的栖息地结构，而夜晚的星空，也会被其他栖息地的照明设备点亮。
我们可以通过设置大量湖泊来营造些许蓝色调（毕竟水本身就是蓝色的），而非大面积的草地和森林，但如果人们真的想要地球般的蓝天效果，或许可以在栖息地内部嵌套一个更小、更薄的圆柱体来模拟天空，当然设计不能只是简单地涂成蓝色，这样的设计理论上是可行的。
当你在厚厚的钢制外壳上铺设数米厚的土壤打造陆地时，在头顶建造一个巨大的液晶显示“天空”，其实也并非什么难事。
再说了，只要有核聚变技术提供充足的电力，这都不是问题。
这些旋转栖息地可以建在太阳系的任何地方，比如行星周围、小型卫星或行星环附近，也可以建在奥尔特云，甚至是星际空间中。
它们的移动性也相当不错，尽管由于为了保证居住舒适性，其结构带有大量非必要的质量，并非理想的航天器。
星际空间中遍布着各种天体，两颗恒星之间的行星和小行星数量，可能比单颗恒星周围的还要多，甚至多得多。
这些旋转栖息地的规模，足以支撑起足够的基因库，即便相关技术还无法轻松解决基因瓶颈问题，也能满足需求。
举个例子，如果地球上某个意识形态或宗教团体，想要拥有一片属于自己的独立空间，他们可以选取太阳系中数百万颗小行星或彗星中的任意一个，将其改造成旋转栖息地，这样的栖息地足以永久支撑约一百万人生活，即便只是数千人，居住条件也会更加舒适。
只要掌握了相应的技术，这些栖息地其实也算是低配版的航天器，你可以设定航线向深空进发，远离其他人，如果觉得主流文明的生活方式难以接受，不想与其共处，这会是一个不错的选择。
而且，旋转栖息地也无需一次性建成，我们可以先打造一个小型的圆柱体，之后随着时间的推移将其延长，或是直接增加更多的圆柱体。
我们甚至可以将大部分预制的空圆柱体运到小行星附近，排列在其外部，然后在整个结构外围打造一层薄薄的外壳，再拆解小行星，将其材料用作外部防护层，并筛选出适合栖息地使用的部分。
至于在太阳系中能建造多少这样的旋转栖息地，这完全取决于你希望铺设的土壤厚度。
毕竟我们可以用氢作为主要的外部防护材料，如果将太阳系中所有的岩石行星拆解，用来打造铺设了约10米厚土壤和水层的旋转栖息地，那么打造出的栖息地总面积，相当于数百万个地球的居住面积。
土壤层越薄，可打造的居住面积就越大；土壤层越厚，居住面积则越小。
如果这些土壤主要用于种植粮食，而非以水培种植为主，那么这样的栖息地足以支撑的人口数量，是地球的数百万倍；如果土壤只是用于打造花园、草坪，以及一些专门的野生生物栖息地，那么人口密度甚至可以达到地球的数百倍。
好了，我们已经探讨了这些相对可行的设计方案，最后再来回顾一些规模更大、也更为知名的设计。
正如我之前所说，使用钢材甚至钛合金这类金属材料，能打造的旋转栖息地直径是有限的。
而自从发现了碳纳米管和石墨烯后，设计的上限被大幅提高，由此诞生了两种知名设计：毕肖普环和麦肯德里克圆柱体。
这些结构的周长可达数千英里，而非之前的十几英里，其规模大到几乎能被视作独立的行星。
它们的设计原理和之前的旋转栖息地一致，只是规模更大而已。
其实在发现碳纳米管之前，就已经有两个非常著名的科幻设计案例了。
其中规模较小、出现时间较晚、知名度也相对较低的一个，最早出现在伊恩????班克斯1997年的小说《腓尼基启示录》中，我们将其称为班克斯环。
这个环形结构的特别之处，在于其特定的旋转速度：它每24小时旋转一周。
这意味着如果让它的外侧朝向太阳，无需人工照明或镜子反光，就能模拟出地球正常的24小时昼夜循环，我们甚至可以给它设计一个轻微的倾斜角度，来模拟四季的变化。
当然，为了防止空气从结构中逸出，我们需要建造一面高达数英里的气墙，但由于这个结构的规模极其庞大，这面气墙几乎是看不到的，我们甚至可以将其塑造**造山脉的样子，融入整体环境。
在班克斯环上，你能看到和地球一样的天空，体验和地球一致的昼夜交替，而且由于地平线距离极其遥远，中间的大气层会将其遮挡，你抬头只能看到头顶上方一道细细的“桥梁”。
想要实现24小时旋转一周，同时模拟出地球般的重力，班克斯环的尺寸必须是特定的——对于特定的行星重力和昼夜时长，只有一个唯一的直径能满足要求。
模拟地球重力和24小时昼夜的班克斯环，直径约为200万英里，其宽度可以任意设定，但宽度越大，夜晚的天空就会越亮，因为被阳光照射的一侧会持续发光。
即便是宽度仅1000公里的班克斯环，其夜晚的亮度也会超过满月，而这样的班克斯环，居住面积相当于数百个地球。
当然，你可以继续增加其宽度，但代价就是夜晚的天空会变得更亮。
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这些氢还能当作燃料使用，我们的空气和水资源储备也能进一步增强防护效果——辐射对空气和水基本没有影响，相比之下，让微陨石撞毁部分储备资源，总比伤及人类要好。
而在小行星采矿的背景下，我们大概率会利用采矿产生的矿渣来做防护材料。
不过，即便遇到太阳系中约一百万颗直径约一英里的小行星，我们也其实没必要将其挖空。
这种做法其实并不划算，在即便有微弱重力的大型小行星上铲运岩石，也像铲运泡沫塑料一样轻松；即便在谷神星——如今被归为矮行星而非小行星的最大天体上，你也能轻而易举地举起一辆卡车。
而对于那些更小的、直径约一英里的小行星（这类小行星的数量是那些知名大行星的数千倍），你甚至能像踢皮球一样挪动和房子一般大的岩石。
在小行星上采矿，最大的问题是需要搭建一个穹顶，防止碎石飘入太空。
小行星本质上也并非整块的坚硬岩石，大多都是碎石堆聚而成的，所以开采时也无需进行大规模的挖掘作业。
在小行星内部建造设施，也不需要特别坚固的结构，因为这类天体体积小、重力极弱，即便在数百英尺的岩层之下，压力也小到不足以压碎一个空易拉罐。
因此，我们无需像在地球上采矿那样，对隧道进行加固支撑。
那为什么说挖空小行星的做法并不可取呢？
简单来说，这种做法会造成极大的材料浪费。
假设你发现了一颗形状规整的球形岩石小行星，直径约一英里，想要用岩石作为防护材料。
事实上，十几英尺厚的岩石层，就足以轻松抵御微陨石的撞击，并将宇宙辐射降低到接近地球表面的水平。
在地球上，我们头顶的大气层带来的压力约为每平方英寸14磅，也就是每平方米10吨，这相当于身处10米深的水下，或是3到5米厚的普通岩石层下所承受的物质质量。
也就是说，30英尺厚的岩石层，能为你提供和地球大气层相当的防护效果。
即便你想要更高的防护等级，设置100英尺厚的岩石层——这个厚度足以抵御除直接核打击外的任何威胁，也只用到了这颗直径一英里的小行星约3到4的物质，若是更大的小行星，这个比例会更低。
而挖空后剩下的空间，就只是被一层薄薄的岩石、水和钢材包裹的空壳而已。
那剩下的这些原材料该如何处理呢？
你可以将其运到其他地方，但岩石只有在提炼出铂、金、铱等贵金属后才有价值，除此之外，其出口价值微乎其微。
说实话，对于这个尺寸的小行星，分散开采其实会更便捷。
因此，不如将整颗小行星改造成一个直径扩大五到六倍的巨大中空球体，然后在接下来的数年里，慢慢将开采出的岩石替换成氢罐。
从长远来看，在核聚变经济体系下，用多余的矿产换取更多储存在外部罐体内的氢，才是更划算的选择，毕竟这些氢既能当作火箭燃料，又能起到防护作用。
仅仅是用于抵御宇宙辐射的氢，其中一小部分就能为环形栖息地提供数十亿年的照明和动力。
所以，我们可以将一颗小小的小行星，改造成一个内部带有旋转栖息地的巨大球体，球体的其余空间可以用作零重力储存区、工业区，或是建造更小的圆柱形设施，比如水培种植区。
如果面对的是更大的小行星，我们可以将其拆解，改造成多个较小的球体；如果不想打造更大的圆柱体，也可以将多个圆柱体以特定的几何形状排列，让它们的端部相互接触。
这也引出了另一个设计要点：旋转栖息地的半径并非必须全程保持一致，我们可以将其边缘设计成锥形，这样随着直径变小，模拟重力也会逐渐减弱。
我们还可以在栖息地的外壳上设计凹陷和凸起，这样无需填充大量的土壤和水，就能打造出更高的山丘和更深的湖泊。
类似气凝胶这类超轻且坚固的新型材料，也可以铺在表层土壤之下，起到辅助支撑的作用。
在地球上，我们的挖掘深度一般不会超过几米，大多数植物的根系也不会扎得太深，因此在旋转栖息地中，也没必要铺设数百米厚的土壤和岩石。
栖息地内部的照明，既可以通过圆柱体两端的镜子引入阳光，更理想的方式则是使用核聚变供电的灯具，这类灯具可以只发出人类可见或植物生长所需的特定频率光线，这样能大幅减少废热产生，让我们可以打造多层居住空间，同时不影响美观。
至于视野中向上弯曲的地平线，一部分可以通过打造山丘和山谷来打破视觉上的平坦感，而在规模非常大的栖息地上，这种弯曲的差异几乎是无法察觉的。
不过，有一个问题很难解决：这里的天空并非地球那样的蓝天白云，抬头看到的会是相邻的栖息地结构，而夜晚的星空，也会被其他栖息地的照明设备点亮。
我们可以通过设置大量湖泊来营造些许蓝色调（毕竟水本身就是蓝色的），而非大面积的草地和森林，但如果人们真的想要地球般的蓝天效果，或许可以在栖息地内部嵌套一个更小、更薄的圆柱体来模拟天空，当然设计不能只是简单地涂成蓝色，这样的设计理论上是可行的。
当你在厚厚的钢制外壳上铺设数米厚的土壤打造陆地时，在头顶建造一个巨大的液晶显示“天空”，其实也并非什么难事。
再说了，只要有核聚变技术提供充足的电力，这都不是问题。
这些旋转栖息地可以建在太阳系的任何地方，比如行星周围、小型卫星或行星环附近，也可以建在奥尔特云，甚至是星际空间中。
它们的移动性也相当不错，尽管由于为了保证居住舒适性，其结构带有大量非必要的质量，并非理想的航天器。
星际空间中遍布着各种天体，两颗恒星之间的行星和小行星数量，可能比单颗恒星周围的还要多，甚至多得多。
这些旋转栖息地的规模，足以支撑起足够的基因库，即便相关技术还无法轻松解决基因瓶颈问题，也能满足需求。
举个例子，如果地球上某个意识形态或宗教团体，想要拥有一片属于自己的独立空间，他们可以选取太阳系中数百万颗小行星或彗星中的任意一个，将其改造成旋转栖息地，这样的栖息地足以永久支撑约一百万人生活，即便只是数千人，居住条件也会更加舒适。
只要掌握了相应的技术，这些栖息地其实也算是低配版的航天器，你可以设定航线向深空进发，远离其他人，如果觉得主流文明的生活方式难以接受，不想与其共处，这会是一个不错的选择。
而且，旋转栖息地也无需一次性建成，我们可以先打造一个小型的圆柱体，之后随着时间的推移将其延长，或是直接增加更多的圆柱体。
我们甚至可以将大部分预制的空圆柱体运到小行星附近，排列在其外部，然后在整个结构外围打造一层薄薄的外壳，再拆解小行星，将其材料用作外部防护层，并筛选出适合栖息地使用的部分。
至于在太阳系中能建造多少这样的旋转栖息地，这完全取决于你希望铺设的土壤厚度。
毕竟我们可以用氢作为主要的外部防护材料，如果将太阳系中所有的岩石行星拆解，用来打造铺设了约10米厚土壤和水层的旋转栖息地，那么打造出的栖息地总面积，相当于数百万个地球的居住面积。
土壤层越薄，可打造的居住面积就越大；土壤层越厚，居住面积则越小。
如果这些土壤主要用于种植粮食，而非以水培种植为主，那么这样的栖息地足以支撑的人口数量，是地球的数百万倍；如果土壤只是用于打造花园、草坪，以及一些专门的野生生物栖息地，那么人口密度甚至可以达到地球的数百倍。
好了，我们已经探讨了这些相对可行的设计方案，最后再来回顾一些规模更大、也更为知名的设计。
正如我之前所说，使用钢材甚至钛合金这类金属材料，能打造的旋转栖息地直径是有限的。
而自从发现了碳纳米管和石墨烯后，设计的上限被大幅提高，由此诞生了两种知名设计：毕肖普环和麦肯德里克圆柱体。
这些结构的周长可达数千英里，而非之前的十几英里，其规模大到几乎能被视作独立的行星。
它们的设计原理和之前的旋转栖息地一致，只是规模更大而已。
其实在发现碳纳米管之前，就已经有两个非常著名的科幻设计案例了。
其中规模较小、出现时间较晚、知名度也相对较低的一个，最早出现在伊恩????班克斯1997年的小说《腓尼基启示录》中，我们将其称为班克斯环。
这个环形结构的特别之处，在于其特定的旋转速度：它每24小时旋转一周。
这意味着如果让它的外侧朝向太阳，无需人工照明或镜子反光，就能模拟出地球正常的24小时昼夜循环，我们甚至可以给它设计一个轻微的倾斜角度，来模拟四季的变化。
当然，为了防止空气从结构中逸出，我们需要建造一面高达数英里的气墙，但由于这个结构的规模极其庞大，这面气墙几乎是看不到的，我们甚至可以将其塑造**造山脉的样子，融入整体环境。
在班克斯环上，你能看到和地球一样的天空，体验和地球一致的昼夜交替，而且由于地平线距离极其遥远，中间的大气层会将其遮挡，你抬头只能看到头顶上方一道细细的“桥梁”。
想要实现24小时旋转一周，同时模拟出地球般的重力，班克斯环的尺寸必须是特定的——对于特定的行星重力和昼夜时长，只有一个唯一的直径能满足要求。
模拟地球重力和24小时昼夜的班克斯环，直径约为200万英里，其宽度可以任意设定，但宽度越大，夜晚的天空就会越亮，因为被阳光照射的一侧会持续发光。
即便是宽度仅1000公里的班克斯环，其夜晚的亮度也会超过满月，而这样的班克斯环，居住面积相当于数百个地球。
当然，你可以继续增加其宽度，但代价就是夜晚的天空会变得更亮。