想在太空建个家 靠谱吗？

思考：建造一个太空家，距离地面3.6-10万公里的地球静止轨道，承载重量10000吨以上，空间能够容纳100人以上生活和科研，且要保证充足的能源防备太空的各种风险，按照目前的技术和太空安全协议，想要完成得百年起步，这是全球行动。

我们对天空的畅想由来已久，从盘古开天、女娲补天、嫦娥奔月、屈原问天、李白相思、苏轼宫阙等等流传千年的飞天梦，当我们人类在月球留下脚印的那一刻，实现了。

1969年，美国阿波罗11号飞船登月成功，阿姆斯特朗成为第一个登上月球的人类，"对一个人来说，这是一小步，但对人类来说，这是一次飞跃"。

第一位登月宇航员：阿姆斯特朗

建个家？能建，但是很难搞！！！

如果想在太空建个家，建一个可以日常生活和开展科研工作的家，靠谱吗？答案是：肯定的。

已知在太空停留时间最长的小伙伴生活了2年多，来往6次累计才实现，因为太空失重情况下，人体的肌肉萎缩、骨质流失等等状况影响身体健康，特别是还有各种各样的风险存在，目前还不能长期停留。 除了太空风险还有就是搭建难度非常大，1971-2022年也只有5个“家”落户太空，其耗费的资金，遇到的困难，还有各种限制条件，难搞！！！

地球

带大家认识下我们在太空建的5个“家”：高点容纳人数6-7人同时工作。

人类在太空建的第一个“家”-前苏联礼炮1号空间站（用时4年建成，运行14年退役）

第一个在太空安家的是前苏联，1971年，前苏联向太空发射了礼炮1号空间站，是人类历史上第一个空间站，这个系列的空间站在1971年到1985年间服役，期间一共发射了礼炮1号至礼炮7号共7个空间站。它们的任务是完成天体物理学、航天医学、航天生物学等方面广泛的科研计划，考察地球自然资源和进行长期失重条件下的技术实验。这次真的拉开了人类入住太空的脚步。 当时还处在美苏争霸的时候，美国人完成了第一个探月，前苏联紧随其后在太空建了自己的家。

前苏联-礼炮1号空间站

人类在太空建的第二个“家”-美国天空实验号空间站（用时2年建成，运行6年退役）

随后的1973年，美国也不甘落后，同样在太空建了一个家，并且更加完善。1973年，美国发射了天空实验室号空间站，它携带了一系列的望远镜，科学家在上面做了许多关于医药、地质和天文等方面的科学实验。轨道高度约435公里，运行周期93分钟，倾角50度，全长36米，直径6.7米，重82吨。1979年7月11日，坠毁，它在宇宙空间运行了2246天，绕地球3.4981万圈，航程达14亿多公里。

美国-天空实验室号空间站

人类在太空建的第三个“家”-前苏联和平号空间站（用时10年建成，运行15年退役）

1986年，前苏联的和平号空间站。并在接下来的十年间陆续对接了5个模块，一直被运用到2000年，2001年被销毁。它是人类首个可长期居住的空间研究中心，同时也是首个第三代空间站，经过数年由多个模块在轨道上组装而成。完整的和平号空间站全长达87米质量达123吨，有效容积470立方米。共在轨道上运行了15载，绕地球飞行8万多圈，行程35亿公里，进行了2.2万次科学实验，完成了23项国际科学考察计划，进行了78次太空行走，舱外活动的总时间达359小时12分钟先后有28个长期考察组和16个短期考察组在上面从事考察活动共有12个国家的135名宇航员在空间站上工作宇航员在空间站上进行了大量生命科学实验、空间材料学和医学实验，取得极为宝贵的成果和数据。

前苏联-和平号空间站

人类在太空建的第四个“家”-多国联合国际空间站（用时10多年建成，运行33退役）

1998年，国际空间站，国际空间站是由美国国家航空航天局（NASA）、俄罗斯联邦航天局（RFSA）、日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）、加拿大太空局（CSA）和欧洲空间局（ESA）等共同建造的空间站项目。它在1998年开始建造，各功能模块在其后被陆续送入轨道装配，2011年2月国际空间站组装工作全部结束 。

国际空间站是人类拥有过的规模最大的空间站，长110米，宽88米，总重400余吨，运行在倾角为51.6 、高度为397公里的轨道上，可供6 7名航天员在轨工作。是一个拥有现代化科研设备、可开展大规模、多学科基础和应用科学研究的空间实验室，为在微重力环境下开展科学实验研究提供了大量实验载荷和资源，支持人在地球轨道长期驻留。这些年来，20多个国家参与了空间站建设，240余人在这里生活停留过。

2020年8月，国际空间站发生轻微漏气，后经修补继续使用。2022年2月，美国国家航空航天局（NASA）宣布，计划在2031年摧毁国际空间站（ISS），残骸将沉入南太平洋的无人区“尼莫点”。

多国联合-国际空间站

人类在太空建的第五个“家”-中国（用时2.5年建成）

2022年，中国天宫空间站。空间站轨道高度为400~450公里，倾角42~43度，设计寿命为10年，长期驻留3人，总重量可达180吨 [19] ，以进行较大规模的空间应用。

随之而来的是太空技术的蓬勃发展，人类对太空的探索真正拉开序幕。

但是，国际空间站建设中，美国极力反对中国参加，并且制裁中国各种航天相关的机构，并在2011年形成了《沃尔夫条款》由奥巴马签署生效，该条款禁止美国与中国在任何方面的合作。所以我们只能靠自己。

中国-天宫空间站

每一个“家”都是经过时间、金钱、技术等等全方位的打磨才组建起来，甚至要花费数十年才能建造一个基本的生存空间，目前为止也不过是6-7人可以同时生活在空间站中，总质量达到400吨左右，如果想要建成类似《流浪地球2》上面提到的百多人一起生存的太空空间站，重量近1万吨，难度何其大。

人类想要在太空安家，怎么办？

首先，我们先看看太空什么地方适合建？

太空，地球大气层以外的宇宙空间，大气层空间以外的整个空间。物理学家将大气分为5层：对流层（海平面至10千米）、平流层（10 40千米）、中间层（40 80千米）、热成层（电离层，80 370千米）和外大气层（电离层，370千米以上）。地球上空的大气约有3/4在对流层内，97%在平流层以下，平流层的外缘是航空器依靠空气支持而飞行的最高限度。某些高空火箭可进入中间层。人造卫星的最低轨道在热成层内，其空气密度为地球表面的1%。在1.6万千米高度空气继续存在，甚至在10万千米高度仍有空气粒子。从严格的科学观点来说，空气空间和外层空间没有明确的界限，而是逐渐融合的。所以要在合适的位置建造，并且不能下坠，还要有稳定的动能保证其合适的高度，太空静止轨道所在的位置，3.6万公里-10万公里之内，且要靠近赤道正上空位置。

其次，如何运送物资抵达太空？

目前主流的都是通过火箭运送物资，但是每次运送都有限。

中国火箭：长征五号的直径是5米，最大起飞重量达到800余吨，最大起飞推力是1000余吨。是现役体型最大、力量最强的一型火箭。运载能力：运载能力在近地轨道附近可达25吨，地球同步轨道上14吨。

美国土星5号: 土星5号近地轨道有效载荷为118吨，月球轨道有效载荷为45吨。

前苏联：能源号，近地轨道有效载荷为105吨，地球同步轨道为20吨。

美国重型猎鹰：近地轨道有效载荷为63.8吨，地球同步轨道的运载能力为26.7吨。

美国德尔塔：近地轨道运载能力为28.8吨，地球同步轨道的有效载荷为11吨。

如果3.6万公里的静止轨道空间搭建一个重量是10000吨的太空空间站，拥有完善的生活、科研、动力等等设施，同步轨道运载能力上限27吨来算，则需要发射371次，且没有任何失败的情况下，对比现在的大型空间站建设周期来计算，本次超大型空间站需要的周期初步估算百年起步，如果这个技术实现突破，太空科研、旅行、太空电梯都可以安排了，不过任重道远。

中国长征系列火箭

再次，太空中有哪些风险？

1.人体：骨钙的流失、心理问题、免疫系统、心血管系统，甚至有可能是最基本的生物系统等等。

2.极寒环境：平均温度为零下270.3 。

3. 各种天体也向外辐射电磁波，许多天体还向外辐射高能粒子，形成宇宙射线。

4. 天体都有磁场，磁场俘获上述高能带电粒子，形成辐射很强的辐射带

5. 太空还是一个高真空，微重力环境。重力仅为百分之一到十万分之一g

6. 太空垃圾危害：自20世纪50年代开始进军宇宙以来，人类已经发射了4千多次航天运载火箭。据不完全统计，太空中现有直径大于10厘米的碎片9千多个，大于1.2厘米的有数十万个，而漆片和固体推进剂尘粒等微小颗粒可能数以百万计。不要小看这些太空垃圾，由于飞行速度极快（6-7公里/秒），它们都蕴藏着巨大的杀伤力，一块10克重的太空垃圾撞上卫星，相当于两辆小汽车以100公里的时速迎面相撞——卫星会在瞬间被打穿或击毁！

1983年，美国航天飞机“挑战者”号与一块直径0.2毫米的涂料剥离物相撞，导致舷窗被损，只好停止飞行。1986年，“阿丽亚娜”号火箭进入轨道之后不久便爆炸，成为564块10厘米大小的残骸和2300块小碎片，这枚火箭的残骸使两颗日本通信卫星“命赴黄泉”！

太空垃圾环绕地球

最后，太空空间站能给人类带来什么好处？

1.天文观测：在航天站上进行天文观测，飞行高度高，观测时间长，没有大气影响，航天员可以直接操纵仪器；

2.勘测地球资源：发现矿藏、海洋资源、森林资源和水利资源等、

3.医学和生物学研究：完成有人参与的生物医学试验，寻找治疗某些疾病的新方法，试制新的药品和试剂：

4.发展新工艺、新技术：利用太空高真空、高纯净和微重力的特殊环境制取新型合金和超纯材料，制造高级玻璃，获得大晶体和掺杂高度均匀的半导体，进行晶体生长和材料焊接试验等：

5.大地测量、军事侦察以及试验和发射航天武器或航天器等：为人们在空间长期居住、开展航天活动和开发太空资源提供场所。

比较著名的实验有：

冷原子实验室：物理学家2020年报告说，他们利用这一设施首次在太空中创造了一种被称为玻色-爱因斯坦凝聚（Bose–Einstein condensate）的异常物质状态。他们研究了原子集体在微重力下的表现。

阿尔法磁谱仪：这个附在国际空间站外部的宇宙射线探测器，可以搜寻暗物质粒子。2019年，宇航员不得不进行一系列难度很大的太空行走，以修复这项耗资20亿美元实验的损坏的冷却泵。

啮齿类研究：无数的小鼠和大鼠已经飞上了空间站。在2019年的一项研究中，日本研究人员报告说，雄性小鼠在国际空间站的笼子里漂浮了35天后，仍然可以生育健康的后代。

太空中的植物：美国宇航局的宇航员Don Pettit于2012年在国际空间站上记录了西葫芦在太空的生长。更重要的是，宇航员已经能够种植生菜和其他蔬菜，以改善他们在太空中长时间驻留期间的饮食。

双胞胎研究：美国宇航局利用拥有同卵双胞胎宇航员的优势，监测太空飞行对人体造成的变化。2015-16年，Scott Kelly在国际空间站上度过了近一年的时间，而他的兄弟Mark则留在地球上。目前已发现待在空间站上的双胞胎出现了基因表达变化。

轨道碳观测卫星-3：该仪器安装在空间站外，指向地球，在绕地运行的过程中跟踪二氧化碳的排放情况。

虽然前路坎坷，但想在太空建一个家，长期居住的条件还不成熟，未来我们不会停止探索前行，当真正能够建好太空的“家”时，太空电梯就真的成为现实而不是梦想了，万分期待。