远航!远航!
经进行过这样的尝试,这就是一九九一年的生物圈二号工程。但那个人工生态系统不到一年时间就玩不转了,里面的科学家不得不走出来,由于过多地呼吸二氧化碳,他们一个个头晕脑涨,病秧秧的像坐了一年地牢。更有甚者,后来还发现这项实验有作弊行为。
生物圈二号的失败有多种原因,其中很重要的一点就是:它不够大。“。。。。。。只有象地球这样规模的生态系统,这样气势磅簿的生态循环,才能使生命万代不息。”(选自拙作《流浪地球》),这也就决定了未来的恒星际航行很可能是超大规模的。
提到超大规模宇宙航行,我们首先想到用整个行星做为宇宙飞船。这个想法固然宏伟,但也是最笨拙的一个。因为按照这个方案,绝大部分的推进能量都消耗在加速巨量的几乎是毫无用处的质量----行星内部的质量上,这些质量的唯一意义就是产生引力,而在薄壳容器状的飞船中,引力可以用旋转离心力来代替,即便捷又便宜,即使没有引力,飞船中的空气也不会丧失。
第二个方案自然是建造超巨型宇宙飞船。我们可能会想像如上海或纽约那样大的飞船,但考虑到飞船生态系统所需维持的漫长时间,肯定需要大量的植被和水体,这就意味着飞船可能必须造得更大,像克拉克笔下的拉玛一样成为一个小世界。建造这样的飞船恐怕又需要超技术了。我们知道,对于薄壳结构,体积越大就越脆弱。一个核桃是很结实的,但如果把它的直径放大十万倍,即使把壳的厚度也按比例放大,它怕是也难以在地球重力下保持完整。不错,科学家和工程师们早就在认真地设计同样庞大的太空城了,但飞船与太空城有一点很重要的不同:前者需要加速,这与那个大核桃需要承受重力是一回事。不管推进力的分布如何均匀,超巨型飞船总会有相当多的部分产生极其巨大的应力,在可能想像的技术范围里,这应力是任何材料都难以承受的。这个方案还犯了一个从事理智的风险事业时最大的忌讳:把所有的鸡蛋都放进了一个篮子,一旦遇到什么不可避免的灾难(这在太空中是很正常的),就全完了。
前一阵美国宇航员杰瑞.M.利宁杰出了一本书,描写作者在和平号空间站上的经历,这本书是傲慢与偏见的范本,通篇充满了对俄罗斯宇航事业恶毒的抵毁和丑化,其中有这样一段记述:当亚特兰蒂斯号航天与和平号对接后,航天飞机上优良的空气循环系统改善了和平号上恶劣的空气环境。这本来不能成为利宁杰贬低和平号的证据,因为和平号毕竟已经在太空独立运行了很长时间,航天飞机则刚升空几个小时。但由此受到启发,想到了超大规模宇宙航行的第三个方案:银河列车方案。设想一只庞大的船队,由数量巨大的常规尺寸的飞船组成,每艘飞船都有自己独立的生态循环系统和推进系统,可以独自进行航行。当然,这些飞船上的小生态系统受其规模限制,不可能长期运行。但在航行中,所有的飞船将组合为一个整体,飞船上的生态系统相互贯通,形成一个巨大的可以长期运行的总生态系统,同时,每一艘飞船都可以快速脱离组合体而成为独立的飞船,并可与其它飞船随意组合成新的大小不同的组合体。这样一旦遇到灾难,也只能伤及组合体的一小部分。特别值得一提的是,这种结构在星际战争中极为有利。这很像想像中的银河列车,区别在于每节车箱都可做车头,并且它也不是长条状,更有可能是球状或环状的。对于超远程超长时间的世代航行,我们可以设想出一个“全息原则”,使得每艘个体飞船都能够在相当长的时间内承载所有的乘员,这就使安全系数达到最大。这样的组合体有可能达到一个行星的体积,但由于其蜂巢状的结构,质量要小得多。这种组合体的内部没有超巨型飞船那样广阔的空间,而是像一个庞大的迷宫。这些小生态系统如何相连,这无数个体飞船上的推进系统如何联