星際旅行飛船大猜想　模仿自然可住1萬人

2012/11/17   (7060)   原稿來源: http://www.nownews.com/2012/10

據美國探索頻道報導，為了上演人類長久以來追求的星際旅行，我們採取的更合理做法並不是建造超大號的世界艦，而是選擇體積較小的星際殖民飛船，這種飛船將採用模組式設計，可容納1萬人。

照顧心理需要很重要

根據人民網報導，從文藝復興時期因異教學說遭到責難的思想家到現代科幻小說，探索地球以外的遙遠世界長久以來就是人類的一大夢想。對於知識和探索未知，人類永遠不會滿足。我們天生就有極強的好奇心，正是在好奇心的求知慾的促使下，我們才孜孜不倦地探索一個又一個新領域。



從歷史觀點上說，上演星際旅行需要打造體積巨大的世界艦，裡面將建造起伏的山丘、湖泊和郊區，所有這些都容納在金屬打造的超結構內，這些結構的規模將超乎我們想像。然而，這些巨型設計不可避免的遭受『被放棄』的命運，因為這種飛船的體積已經超出了我們的理解範疇。根據一些人的提議，一些飛船的長度超過20英里(約合32公里)。

為了設計更具有現實性的飛船，我們需要在滿足生存所必備的各種條件和設施以及滿足心理感官刺激的渴望之間達到一種微妙平衡，同時還要兼顧技術上的可行性。本文的重點並不是探索有關設計建造超大號世界艦的想法，而是討論體積較小的星際飛船設計，這種飛船被稱之為『星際殖民飛船』(以下簡稱CIV)。

在上演星際旅行時，人類乘坐的星際飛船上的居住空間應該像地球上的社區一樣，感覺非常熟悉，而不是充滿陌生感。人類的第一次載人星際任務需要幾十年，甚至幾百年的深入討論和飛船研發，才能最終成為現實。這項任務的順利實施需要很多領域的專家貢獻他們的聰明才智。

設計CIV面對無數技術挑戰，除此之外，設計師在打造飛船環境方面還要考慮居住者心理和情緒的需要。如果沒有合理的規劃，忽視了居住者生理、心理方面以及對空間的需求，即使在技術方面取得前所未有的成就，人類駕駛這種飛船實施星際任務時也可能因為居住環境的差強人意而面臨任務失敗的厄運。

星際飛船的環境需要滿足居住者的精神方面的需要，同時也要具備實用的日常功能，它們的重要性不亞於宇宙輻射防護設施，食品生產以及在目標行星上可拆卸結構的再利用。如果在設計飛船時未能達到人性化，整個星際探索任務有可能最終以失敗告終。第一批星際飛船可容納數千名殖民者，能夠在太空飛行數十年，甚至數百年。根據科學家當前的研究發現，最具有探索前景的類地目的地可能距地球10光年。

環境設計需深思熟慮

『深思熟慮』應該貫穿星際飛船設計始終，確保飛船基礎設施的設計與使用者之間的『和諧』。基本上說，一艘CIV應該是一個或者多個成群的居住地，每個居住地都建有必要的設施，滿足殖民者的需要。飛船內的建築和間隙需要能夠營造出健康的社區居住環境，滿足居民在地球上習以為常的基本領地和隱私需求。以下列舉的是一些能夠促進居民生理和心理健康的環境設計：

1.允許居民調整一個空間的結構和視覺外觀。
2.打造狹長景觀和遠焦點。
3.利用結構設計空間，讓發現和演變成為一種可能。
4.材料、形態、外形、質地和色彩要富於變化，鼓勵能夠吸引人眼球的設計。
5.保持一些外觀或者連接設施的自然性。

人類的大腦對身邊的世界極為敏感，以星際飛船為例，在設計上應該讓居民感覺到舒適和受到啟發，獲得靈感，而不是產生幽閉感。本文在闡述CIV設計時提到的大量資料和資訊均來自於1975年的『斯坦福圓環面』研究。從內部城市空間的設計經驗來看，人的因素將產生很大影響，人數和出色的土地規劃是任何CIV設計背後合乎邏輯的推動力。

模組式設計更合理

為設計用於太空探索的飛船方面，科學家曾提出過很多幾何結構，最受歡迎的幾何結構包括球形、圓柱形、圓環面以及帶狀圓環面。在空間利用方面，此前的研究認為球形和圓柱形的效率不及圓環面結構。以圓環面結構為例，設計師沒有必要將整個結構設計成舒適的居住空間，可以設計成由一系列高架橋連接的居住艙，整艘飛船緩慢旋轉，以產生人造重力，這是人體在長時間太空旅行時所必須的。

與其他含有彎曲空間的其他幾何結構相比，這種設計允許打造巨大的內部平坦居住空間。此外，這種選擇也能讓更有效更緊湊的飛船設計成為可能，潛在地降低建造和技術性成本。這種結構的一個概念模型由相互連接的居住艙構成，環繞中央的零重力艙旋轉，每一個居住艙內建有住所、農業設施、市政設施、開放空間以及工作和研究場所。

為了在設計星際飛船時獲得最大的靈活性，相關程式和模組式設計成為必然選擇。任何早期概念都必須具備『長壽』特徵，必須能夠隨著參數的不斷變化作出調整，無論是技術層面的還是程式層面的，也就是具有適應性和可擴展性。飛船採用的模組需要能夠輕易複製，同時有效利用空間。所有模組式元件有機結合在一起，構成整個飛船設計。

星際飛船的每一個艙都由多個模組構成，其建築和功能方面的特性能夠發生改變。不同艙之間由半圓形步行高架橋連接，允許居民在覆蓋數公里區域的整個居住區內活動。被提議的飛船艙由5個模組構成，連接在一起的長度接近775公尺，這些艙構成的居住空間可容納大約1萬人。(根據最初的評估，1萬人是保持一個社區健康和多元化的最低人數。)

允許居民『按需調整』

星際飛船居民需要擁有調整和改變住所以及附近地區的能力，這一點非常重要。因此，住所在設計上需要能夠改變成不同形態，可以周期性重新調整並且保持功能完善以及附近地區的健康。透過建造彼此隔開的居住艙，而不是打造一個居住艙，飛船上的人員在遇到緊急情況時能夠擁有更大的控制能力，例如疾病、農業疾病爆發或者機械系統故障。

每一個居住模組在布局和利用方式方面都應該別具一格，形成不一樣的景觀。在居所附近活動時，居民應該能夠獲得身心愉悅的體驗，獲得生活在地球上社區的感覺。此外，飛船上的社區還要經過精心設計安排，既不能讓大腦迅速吸收，也不會被大腦拋棄。飛船社區內栽種的植物需要具有很多功能，既能滿足居民的食物需求，又能滿足醫療需求。在結構之間保留步行走廊和開放空間便於讓殖民者舉行聚會，參加社交和娛樂活動，讓他們的身體和內心擁有自由感，促進他們的生理和心理健康。

不過，星際飛船畢竟是一個人造環境，居民終究無法獲得與地球上一模一樣的生活體驗。為了盡可能接近，飛船的建造材料可考慮使用木料和石料。這些材料的運用能夠提高空間的品質，讓人與大自然聯繫在一起。隨著時間的流逝和技術的進步，設計建造星際飛船的動力不同提高，經過數十年、數百年或者更長時間的努力，克服重重障礙，建造星際飛船的夢想將最終成為現實。