前蘇聯從幻想到實驗
早在1926年,俄國宇宙理論奠基者一齊奧爾科夫斯基陽就曾幻想過在地球周圍無重力空間裏建立一個居民點。他為居民點構思了一個藍圖。他設想的空間居民點是一個自旋居的住所,有人造重力環境。在居住所裏開辟一個宇宙溫室,種、上植物,向“空間人”供氧。住所裝有明亮的玻璃窗。在植物區周圍是一個環狀實驗室。有一條通道與居民區相連。還有對接的過渡艙。這就是64年以前齊奧爾科夫斯基所描繪的“空間烏托邦”。
在1961年4月前蘇聯加加林離開球引力遨遊太空一圈後,前蘇聯科學家始終不懈地研究空間人造環境。為此,基列斯基物理研究所建造了一個315立方米容積的密封艙,與外界隔絕,在人造光下采用水栽法(水中放入溶解的營養物)生長植物,產生氧氣,供住在密封艙內的人所需。這種麥子和各種蔬菜,用處理過的水灌澆人造土壤,或用塑料薄膜保護生產的植物。種植的蔬菜有卷心菜、馬鈴薯、綠藻、(氧和水)。有一小塊水栽法麥田,每隔幾月收割一次。把麥磨成麵粉,烘烤麵包。但是,密封艙缺乏動物蛋白和脂肪,人們隻好事先準備罐頭食品,從中讓居住人攝取需要的脂肪。居住在裏邊的每位科學家擁有自己的電炊具和致冷器廚房、淋浴間和廁所、休息室、小圖書館、無線電廣播和電視。他們雖0居住,-但彼此通過玻璃窗相望,可用電話通話,儼如一個小小的“空間孤島”縮影。這與魯賓遜漂流記小說裏描述的無人島截然不同。
1978年,前蘇聯科學家介紹說,在一艘地麵宇宙飛船裏有三位自願者居住過一年之久。他們就是在按照科學家設想的空間居留點生存,呼吸著植物供應的氧氣,吃人造土壤生長的蔬菜和植物。這種人造土壤是明斯克一家實驗室生產的。前蘇聯在空間已實踐了人們能在零重力環境裏生活和工,作,人數不多。這不等於空間居民點的出現,目前的“航天員”需要定期運輸飛船送去必需品,而不是靠自給自足的空間環境。空間載人飛行隻是想試試能否建立空間居民點。
美國向往的空間移民
1969年,普林斯頓學院物理學家勒德-奧尼爾博士向學院一年級物理學生首次提了一個向空間移民的問題,那年正是美國人登月成功。能不能在另一個行星上移民?經過辯論回答是否定的,但可能做到在空間建立一個居住點,使之盡可能模擬地麵環境,取太陽光為能源。1974年出版的《今天的物理學)雜誌刊登了奧尼爾提出的世界上第一篇空間移民設想。與牝同時,在普林斯頓召開了有150名大學生參加的座談會,他們都對空間居住所感興趣。會上,也有幾位專家,如弗裏曼戴森、布賴恩"奧利裏教授以及退役的科學家和宇航員,就空間居民所發表了支持的意見。在奧尼爾的設想發表後,美國航宇局艾姆斯研究中心和斯坦福大學也在1975年#聯合組織了一次研討空間居民所的座談會。這正值“阿波羅”登月結束、美國對空間活動興趣空前低落時候,奧尼爾的設想又喚起一些人的興趣。他發表文章之後,收到國內外讀者幾千封信,讚成他的設想。有的物理學家即興表示99%是合理的,他們認為空間居民所脫離了世界汙染,使用“清潔”電源。奧尼爾初期構思的空間居住所采用以對立方向旋轉的兩個相似圓柱體形,以補償陀螺影響。假定移民者住在圓柱內,其內壁布置得景色宜人,宛如一個蔥籠幽靜自然環境,有草、樹、溪流和小湖。三條線形“狹穀”(陸麵)隨環境周圍的“太陽”窗而改變,讓陽光借助三個矩形反射鏡反射透入內部。這三個反射鏡由計算機控製,並可調節,以改變氣候和白天長短。居住室一端是一個太陽電站,帶有一個大型拋物麵反射鏡,聚集太陽熱,進人盛裝工作液的煮器管,以驅動渦輪發電機發電,供居住人需用;另一端是空間渡船的對接裝置。奧尼爾提出的四種空間居住所模型是:居民10人、200人、2000人以及2萬人。“模型1”重約50萬噸,幾乎完全用月球材料製造,長1千米,直徑0.2千米,每分鍾2.85轉,需要16年建造和接待居民。這隻是一種設想。工程師們怎樣在空間建築如此龐大的結構?需要一個月球基地,約有150人采礦,使用“重量傳動器”,或者每年向空間運去材料;“模型2”長32千米,直徑0.64千米,每分鍾1.67轉,居住200人;“模型3”長10千米,直徑2千米,每分鍾0.95轉,居住2000人;“模型4”長32千米,直徑6.4千米,每分40.53轉,居住2萬人。假設在第一階段製造的話,約2%主要材料來自地球。從月球獲得的主要材料是鋁和鈦,作為―殼體;太陽電池是矽;玻璃用矽土製造。生命保障係統需要的氧、氮和氫由地球供應。