谷神星（Ceres）是太阳系中最小的、也是唯一位于小行星带的矮行星我们是否应该在矮行星谷神星周围建造一颗人类栖息地的“巨型卫星”？这听起来很有想象力。

现在，太空探索机构和充满幻想的亿万富翁们，比以往任何时候都更专注于在地球轨道之外为人类寻找一个新的家园。火星是一个明显的候选者，因为火星距离地球比较近，昼夜循环24小时（火星自转周期24小时37分钟。火星的一天或者说日照时间比地球上的一天长30多分钟），大气中二氧化碳含量丰富。因此，太空探索家认为，任何殖民这颗红色星球或其他行星的表面，都是非常富有想象力的行动。

现在，近日发表在预印本数据库《arXiv》上的一篇新论文提出了一个创造性的相反建议：抛弃殖民这颗红色星球（火星）的想法，转而在矮星谷神星周围建立一个巨大的漂浮栖息地。

在这篇尚未经过同行评议的论文中，芬兰赫尔辛基气象研究所的天体学家佩卡·詹胡宁 （Pekka Janhunen），描述了他对由数千个圆柱形航天器组成的“巨型卫星”的设想，所有这些都连接在一个圆盘状的框架内，永久性地围绕着谷神星运转，因为谷神星是火星和木星之间的小行星带中最大的天体。詹胡宁写道，这些圆柱形栖息地中的每一个都可以容纳超过50000人，支持人造大气，并通过自身自转的离心力产生类似地球的引力。（这一概念最早于20世纪70年代提出，被称为奥尼尔圆柱体）。

人类能否星际移民？专家希望殖民谷神星而非火星，并提出具体方案。但是，为什么是谷神星呢？詹胡宁写道，谷神星与地球的平均距离与火星相当，这使得人类星际旅行相对容易——但这颗矮行星也有一个巨大的元素优势。詹胡宁指出，谷神星含有丰富的氮元素，这对发展环绕轨道的定居点的大气层至关重要（地球的大气层大约含有79%的氮）。与其在这个小小的星球表面建立一个殖民地——谷神星的半径大约是地球的1/13，不如让星际移民者利用太空电梯，将原材料从这个星球直接运送到他们的轨道栖息地。这种轨道生活方式也将解决詹胡宁在火星表面殖民地的构想中所发现的一个最大的问题之一：低重力对健康的影响。

在一封电子邮件中，詹胡宁告诉记者：“我担心的是，因为火星表面的重力约只有地球的大约1/3（38%），在火星上生活的儿童，将无法发育成像地球上健康的成年人那样的肌肉和骨骼。因此，我寻找一种替代方案，既能提供类似地球的重力，又能提供一个相互联系的世界的替代方案。”即便如此，一位外部研究人员指出，詹胡宁的提议也有它自己的警告，这可能会对一个成功的谷神星殖民地产生不利的影响。

1、欢迎来到新世界

天体学家提出星际移民的新方案：人类或将在未来15年内殖民谷神星，根据詹胡宁的提议，谷神星巨型卫星的每个圆柱体，都将通过旋转产生自己的重力；每个圆柱状的栖息地长约6.2英里（10公里），半径为0.6英里（1公里），每66秒完成一次完整的旋转，以产生模拟类地球引力所需的离心力。詹胡宁指出，一个圆柱体可以轻松容纳5.7万人，它可以通过强大的磁铁与相邻的圆柱体固定相连，这种磁铁的作用就像磁悬浮中使用的磁铁一样。

詹胡宁教授认为，这种相互联系表明了巨型卫星生活的另一大优势：新的栖息地圆柱可以无限期地添加到殖民地的边缘，从而允许近乎无限的扩张。詹胡宁说道：“火星的表面积比地球小，因此它不能为大量人口和经济扩张提供空间。”另一方面，谷神星的栖息地可以提供从一个到数百万个、甚至无数个，其潜力可以说是无限的。

2、看到星际移民的未来了吗？

除了圆柱体和它们巨大的圆盘框架外，这个“蚁群”状星际殖民地的主要特征是拥有两个巨大的玻璃镜子，与圆盘成45度角，以便将足够的自然阳光反射到每个栖息地。詹胡宁指出，每个圆柱体的一部分将用于种植农作物和树木，种植在5英尺（1.5米）厚的土壤层中，土壤的原料来自谷神星。自然的阳光会让它们茁壮成长。（与此同时，每个圆柱体的城市部分将依靠人造光来模拟类似地球的昼夜循环，不过，詹胡宁教授并没有提到定居地的氧气来源。”

这个漂浮的、圆柱状的乌托邦社会听起来有点古怪，但它也有许多支持者。早在2019年，亚马逊首席执行官和私人太空公司蓝色起源的创始人杰夫·贝佐斯，曾在华盛顿特区的一个活动上发表演讲，谈论建造类似于詹胡宁所描述的“谷神星殖民地”的优点。不过，贝佐斯对这样一个殖民地能否在我们有生之年建设完成表示怀疑，他问观众，“我们要如何建立星际殖民地？我不知道，这个房间里也没人知道。”然而，詹胡宁教授显然更为乐观。在给《生活科学》的一封电子邮件中，他说第一批人类定居者或将在未来15年内开始殖民谷神星。

3、人类真的有望殖民谷神星？

美国佛罗里达理工学院研究行星宜居性的天体生物学助理教授马纳斯维·林甘（Manasvi Lingam）认为，移民谷神星的提议提出了一个“貌似可行的合理替代方案”，以取代在火星或月球表面定居，但仍然未能考虑其中的一些关键考虑因素。林甘教授指出：“我想说有三个主要的注意事项，第一个问题是除了氮元素以外，还有没有考虑其他的基本元素？”

林甘认为，上述论文中没有提到的一个关键元素是磷。人体必需依靠磷来产生DNA、RNA和ATP（细胞中一种重要的能量储存形式）。地球上的所有生物——包括殖民者可能希望在它们漂浮的栖息地生长的任何植物——都以这样或那样的方式需要磷元素，但詹胡宁教授的提议中，显然并没有提到从何处或如何获取这一关键元素。

林甘教授强调，第二个需要注意的问题是技术，从谷神星上收集氮和其他原材料需要开采该行星的表面，并从岩石中提取这些关键元素。如果没有部署在谷神星上的自动采矿车队，再加上要引导他们找到最有生命力的富含营养物质的矿藏的卫星，这一行动几乎是不可能实现的。林甘认为，詹胡宁教授提出星际移民的新方案是有道理的，但从技术上讲，我们还没有达到那一步；就在最近，美国国家航空航天局（NASA）的一个火星探测机器人被宣布“死亡”，因为它未能将自己埋进火星表面仅16英尺（5米）的地方，从而结束了为期两年的任务。

这些技术限制指向了林甘教授的第三个警告，即上述方案的时间框架。詹胡宁的提议表明，在谷神星开始采矿22年后，这颗巨型卫星的第一批轨道栖息地可能会完成。但这一估计是在假定解决方案的可用电力供应每年呈指数增长的情况下得出的，这种增长是立即开始的，不会因技术或后勤问题而停滞。林甘教授透露，这一估计“并非不可想象的”，但不应被视为理所当然。林甘说道：“22年的时间尺度可能是最优条件下的下限，但我认为实际花费的时间尺度可能要长得多。”