金星殖民

# 金星殖民 来源：https://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Venus 维基百科，自由的百科全书 [](https://en.wikipedia.org/wiki/File:NASA_Cloud_City_on_Venus.jpg)艺术家对 NASA [高空金星操作概念（HAVOC）](https://en.wikipedia.org/wiki/High_Altitude_Venus_Operational_Concept)在[金星](https://en.wikipedia.org/wiki/Venus_(planet))上载人浮动前哨站的想象图 **金星殖民**是指在地球之外建立永久或长期人类定居点的过程，特指在[金星](https://en.wikipedia.org/wiki/Venus)上建立人类定居点的提议。由于金星表面环境极为恶劣，殖民提议主要聚焦于在中高层大气中漂浮的栖息地[\[1\]](https://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Venus#cite_note-1)，或者先对星球进行[地球化改造](https://en.wikipedia.org/wiki/Terraforming_of_Venus)后再定居表面。 金星殖民在[太空飞行](https://en.wikipedia.org/wiki/Spaceflight)诞生之前就已是许多[科幻](https://en.wikipedia.org/wiki/Science_fiction)作品的主题，至今仍在虚构与科学视角下被讨论。 太空殖民是[太空探索](https://en.wikipedia.org/wiki/Space_exploration)的下一步，意味着人类在地球之外的环境中永久或长期存在。斯蒂芬·霍金曾称太空殖民是确保[人类](https://en.wikipedia.org/wiki/Homo_sapiens)作为一个物种[生存](https://en.wikipedia.org/wiki/Space_and_survival)的最佳方式[\[2\]](https://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Venus#cite_note-2)。其他殖民太空的原因包括经济利益、由人类而非机器人探测器进行长期科学研究的最佳方式，以及纯粹的好奇心。金星是第二大[类地行星](https://en.wikipedia.org/wiki/Terrestrial_planet)且是地球最近的邻居，因此是一个潜在目标。 [](https://en.wikipedia.org/wiki/File:Venus_Earth_Comparison.png)[金星](https://en.wikipedia.org/wiki/Venus)与[地球](https://en.wikipedia.org/wiki/Earth_(planet))的缩放对比图，金星仅略小一些。 金星与[地球](https://en.wikipedia.org/wiki/Earth)有某些相似之处，若非恶劣条件，在许多方面可能比其他潜在目的地（如[月球](https://en.wikipedia.org/wiki/Moon)或[火星](https://en.wikipedia.org/wiki/Mars)）更易于殖民。这些相似性及其邻近性，使金星被称为地球的“姊妹行星”。 目前尚未确定[火星重力](https://en.wikipedia.org/wiki/Gravity_of_Mars)（地球的0.38倍）是否足以避免宇航员在[微重力环境](https://en.wikipedia.org/wiki/Micro-g_environment)中出现的[骨脱钙](https://en.wikipedia.org/wiki/Bone_decalcification)和肌肉张力丧失。相比之下，金星的大小和质量与地球相近，表面重力相似（0.904 [_g_](https://en.wikipedia.org/wiki/G-force)），很可能足以预防与[失重](https://en.wikipedia.org/wiki/Weightlessness#Human_health_effects)相关的健康问题。大多数其他太空探索和殖民计划都需面对长期暴露在部分 _g_ 或[零重力](https://en.wikipedia.org/wiki/Zero_gravity)下对人类[骨骼肌肉系统](https://en.wikipedia.org/wiki/Musculoskeletal_system)的损害问题。 金星的相对距离较近，使其交通和通信比太阳系中大多数其他位置更便捷。使用当前推进系统，前往金星的[发射窗口](https://en.wikipedia.org/wiki/Launch_window)每584天出现一次[\[3\]](https://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Venus#cite_note-What_Is_a_Transit_of_Venus?-3)，而火星为780天[\[4\]](https://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Venus#cite_note-portree2001-4)。飞行时间也略短；2006年4月抵达金星的“金星快车”探测器耗时略多于五个月，而“火星快车”则近六个月。这是因为在最近距离时，金星距离地球4000万公里（2500万英里）（约等于地球近日点减去金星远日点），而火星为5500万公里（3400万英里）（约等于火星近日点减去地球远日点），使金星成为距离地球最近的行星。 金星大气主要成分为二氧化碳。由于[氮气](https://en.wikipedia.org/wiki/Nitrogen)和[氧气](https://en.wikipedia.org/wiki/Oxygen)比二氧化碳轻，充满可呼吸空气的气球可在约50公里（31英里）高度漂浮。在此高度，温度为可控的75 °C（348 K；167 °F）。再高5公里（3.1英里），则为温和的27 °C（300 K；81 °F）（参见金星大气层 § 对流层）。 此外，高层大气可提供对有害太阳[辐射](https://en.wikipedia.org/wiki/Radiation)的防护，与地球大气层提供的保护相当。[火星大气](https://en.wikipedia.org/wiki/Atmosphere_of_Mars)以及[月球大气](https://en.wikipedia.org/wiki/Atmosphere_of_the_Moon)则提供很少此类防护[\[5\]](https://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Venus#cite_note-5)[\[6\]](https://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Venus#cite_note-6)[\[7\]](https://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Venus#cite_note-7)。 [](https://en.wikipedia.org/wiki/File:Airpressureonvenus.PNG)金星上的气压，表面气压为地球的90倍，到50公里高度时降至1 [巴](https://en.wikipedia.org/wiki/Bar_(unit))。 金星也给人类殖民带来了若干重大挑战。金星表面条件难以处理：[温度](https://en.wikipedia.org/wiki/Temperature)平均约为464 °C（737 K；867 °F）[\[8\]](https://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Venus#cite_note-fact-8)，高于[铅](https://en.wikipedia.org/wiki/Lead)的[熔点](https://en.wikipedia.org/wiki/Melting_point)（327 °C 或 600 K；621 °F）。表面[大气压](https://en.wikipedia.org/wiki/Atmospheric_pressure)至少是地球的九十倍，相当于地球上水下1公里处的压力。这些条件导致表面探测任务极其短暂：苏联的“金星5号”和“金星6号”探测器在距离表面18公里处即被高压压毁。后续的“金星7号”和“金星8号”着陆器成功在到达表面后传输数据，但任务同样短暂，在表面存活时间不超过一小时。 [](https://en.wikipedia.org/wiki/File:Venus_from_Mariner_10.jpg)金星表面完全被云层覆盖，阻止了大部分热量散逸。 此外，[水](https://en.wikipedia.org/wiki/Water)无论以何种形式几乎完全不存在于金星。[大气](https://en.wikipedia.org/wiki/Atmosphere)缺乏分子[氧](https://en.wikipedia.org/wiki/Oxygen)，主要为[二氧化碳](https://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_dioxide)。可见云层由腐蚀性的[硫酸](https://en.wikipedia.org/wiki/Sulfuric_acid)和[二氧化硫](https://en.wikipedia.org/wiki/Sulfur_dioxide)蒸气组成。 ## 探索与研究 [编辑](https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Colonization_of_Venus&action=edit&section=4) 自1962年以来，已有超过20次成功的太空任务访问金星。最近一次欧洲探测器是[欧空局（ESA）](https://en.wikipedia.org/wiki/European_Space_Agency)的“金星快车”，2006年至2014年在金星极轨道运行。日本探测器“晓”（Akatsuki）首次尝试进入金星轨道失败，但于2015年12月7日成功重新入轨。已提出更多低成本任务以进一步探索行星大气，因为表面上方50公里（31英里）处气压与地球相同，但尚未被彻底探测。 ## 浮空器栖息地与漂浮城市 [编辑](https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Colonization_of_Venus&action=edit&section=5) [](https://en.wikipedia.org/wiki/File:Venusballoonoutpost.png)假设的漂浮前哨站，在表面上方约50公里处研究金星居住，由充满氢气的[环面](https://en.wikipedia.org/wiki/Torus)支撑。 至少早在1971年[\[9\]](https://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Venus#cite_note-Badescu-9)，苏联科学家就提出，与其尝试在金星恶劣表面定居，不如尝试定居[金星大气层](https://en.wikipedia.org/wiki/Atmosphere_of_Venus)。NASA格伦研究中心的Geoffrey A. Landis总结了殖民金星的被视为困难之处，认为这仅仅源于殖民地将建在行星表面的假设： > 然而，换个角度看，金星的问题仅仅是地表太低于1个大气压的高度。在云顶高度，金星是天堂般的行星。 Landis提出了[浮空器](https://en.wikipedia.org/wiki/Aerostat)栖息地，随后是[漂浮城市](https://en.wikipedia.org/wiki/Floating_city_(science_fiction))，基于这样的概念：可呼吸空气（21:79的氧气/氮气混合物）在稠密的[二氧化碳](https://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_dioxide)大气中是一种[升力气体](https://en.wikipedia.org/wiki/Lifting_gas)，其升力超过[氦气](https://en.wikipedia.org/wiki/Helium)在地球上升力的60%[\[10\]](https://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Venus#cite_note-landis1-10)。实际上，充满人类可呼吸空气的[气球](https://en.wikipedia.org/wiki/Gas_balloon)可以维持自身及额外重量（如殖民地）在半空中。在金星表面上方50公里（31英里）高度，环境是太阳系中除地球外最像地球的——压力约为1[大气压](https://en.wikipedia.org/wiki/Atmosphere_(unit))或1000百帕，温度在0至50 °C（273至323 K；32至122 °F）范围内。上方大气提供对[宇宙辐射](https://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_radiation)的防护，屏蔽质量与地球相当[\[11\]](https://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Venus#cite_note-11)。 在云顶，金星风速可达95米/秒（340公里/小时；210英里/小时），大约每四个地球日环绕行星一圈，这种现象称为“超自转”[\[12\]](https://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Venus#cite_note-12)。与金星[太阳日](https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_day)（118个地球日）相比，自由漂浮在该区域的殖民地将有更短的昼夜循环。允许殖民地自由移动也将减少若固定在地面时所受风力的结构应力。 在最极端的情况下，整个金星可被浮空器覆盖，形成人造行星表面。这将被其下方压缩的大气支撑[\[13\]](https://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Venus#cite_note-Terraforming_Venus_Quickly2-13)。 由于可呼吸空气气球内外没有显著压力差，任何撕裂或破洞只会导致气体以正常大气混合速率扩散，而非[爆炸性减压](https://en.wikipedia.org/wiki/Explosive_decompression)，从而有时间修复损伤[\[10\]](https://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Venus#cite_note-landis1-10)。此外，人类在外部时不需要[加压服](https://en.wikipedia.org/wiki/Pressurized_suit)，只需呼吸空气、防护酸性雨水以及在部分情况下对热量的低等级防护。或者，双层穹顶可以容纳氢气或氦气等升力气体（可从大气中提取），以允许更高的质量密度[\[14\]](https://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Venus#cite_note-Terraforming_Venus_Quickly-14)。因此，穿戴或脱下出外工作的防护服将更简便。在非加压防护服下在车辆外工作也会更容易[\[15\]](https://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Venus#cite_note-15)。 结构材料和工业材料难以从表面获取，从地球或小行星运来成本高昂。硫酸带来另一个挑战：殖民地需要由耐酸腐蚀的材料建造或涂覆，例如[聚四氟乙烯（PTFE）](https://en.wikipedia.org/wiki/Polytetrafluoroethylene)（一种完全由碳和氟组成的化合物）。 2015年，NASA开发了[高空金星操作概念（HAVOC）](https://en.wikipedia.org/wiki/High_Altitude_Venus_Operational_Concept)，用于探索大气层载人任务的可能性[\[16\]](https://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Venus#cite_note-16)。他们还规划了一个假设的漂浮空间站，配备关键补给和通信设施[\[17\]](https://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Venus#cite_note-17)。 ## 地球化改造 [编辑](https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Colonization_of_Venus&action=edit&section=6) [](https://en.wikipedia.org/wiki/File:TerraformedVenus.jpg)艺术家对地球化改造后的金星的想象图。云层形态假设行星自转未加速。 金星一直是许多[地球化改造](https://en.wikipedia.org/wiki/Terraforming)提案的主题[\[18\]](https://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Venus#cite_note-18)[\[19\]](https://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Venus#cite_note-Landis2011-19)。这些提案旨在去除或转化稠密的二氧化碳大气，降低金星450 °C（723 K；842 °F）的表面温度，并建立更接近地球的昼夜光周期。 许多提案涉及部署太阳遮罩或轨道镜系统，以减少[日照](https://en.wikipedia.org/wiki/Insolation)并照亮金星的暗面。另一个大多数提案中的共同点是引入大量[氢气](https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen)或[水](https://en.wikipedia.org/wiki/Water)。提案还涉及冷冻金星大气中大部分二氧化碳，或将其转化为[碳酸盐](https://en.wikipedia.org/wiki/Carbonates)[\[20\]](https://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Venus#cite_note-20)、[尿素](https://en.wikipedia.org/wiki/Urea)[*需要引用*]或其他形式。[*需要引用*] - [火星殖民](https://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_Mars) - [月球殖民](https://en.wikipedia.org/wiki/Colonization_of_the_Moon)