這是一個巨大的問題，所以這里我準備詳細講述一下現(xiàn)在人類對太陽系內各處開發(fā)的設想。各位不妨倒一杯茶，聽我慢慢道來。

1. 開發(fā)月球

自亙古以來，月球就懸掛在夜空中，引起幾千年來人類無盡的遐思。當人類開始計劃離開地球搖籃，走向星辰大海的時候，家門口的月球當然就是我們的第一站。

1.1. 為什么要開發(fā)月球

首先，人類開發(fā)太空的核心目的是把地球文明的火種灑向宇宙，并且在地球遭遇毀滅性打擊的時候，讓人類文明得以延續(xù)。所以，開發(fā)月球的一個重要目的就是建立月球殖民地。

開發(fā)月球最直接的好處就是資源。月球上有大量的氦3。氦3 可以作為核聚變燃料，而且沒有輻射，是人類文明未來的完美能源。100噸氦3可以滿足目前人類一年的能源需求，而月球的氦3儲量估計為100萬噸，就是說足夠人類使用1萬年（按現(xiàn)在的需求）。氦3 產生于是太陽的核聚變，隨著太陽風來到月球。在幾十億年的時間內，積累到了今天的豐富儲量。而地球的磁場擋住了危險的太陽風，同時也把大好資源拒之門外。此外，月球上的其他礦產，如鈦鐵礦，儲量也十分豐富。

最后，月球也是進行科學觀測和研究的理想地點。因為這里沒有地球上大氣的干擾，也沒有讓天文學家抓狂的天氣現(xiàn)象，在月球上架設的大型望遠鏡可以給我們清晰的宇宙圖像。

1.2. 基地選址

月球的兩極是建立基地的黃金地段。月球的自轉軸和黃道面（所有行星的公轉平面）幾乎垂直，南北極圈半徑不到50公里。即使在極晝時，陽光入射角仍然很小。這就導致一些低洼處（如某些隕石坑）中永遠照射不到陽光，而一些比較高的地方（如山脈）卻能有不分晝夜的永久光照。這兩種地形對基地都是非常有用的。永久蔭蔽的低洼地區(qū)可以找到珍貴的水冰；而永久光照的地區(qū)是鋪設太陽能面板的好地方。

在月球的兩極中，南極的條件優(yōu)于北極。距離南極點僅116公里的沙克爾頓隕石坑適合建立科研基地。隕石坑內的低溫有利于紅外線望遠鏡，同時它屏蔽地球無線電干擾的特點有利于射電望遠鏡。隕石坑邊緣有很多高地能得到持續(xù)陽光，可以建立太陽能電站作為隕石坑基地的能源。

距離沙克爾頓隕石坑120公里，是高達5000米的馬拉柏特山。它的頂峰總是在地球的視野范圍內。在這里架設通信中繼站，既可以大面積覆蓋月球，也可以和地球聯(lián)系。附近的沙克爾頓以及其他隕石坑有很大的陰影區(qū)，很可能隱藏在儲量豐富的水冰。南極地區(qū)的艾特肯盆地是月球上最大最古老的沖擊地貌，為月球研究打開了一扇內部地層結構的窗口。

北極的Peary隕石坑也是一個理想的位置。這個隕石坑的部分邊緣有永久光照，所以溫度可以保持在零下50度左右，和地球上的極地溫度接近。這個隕石坑內部可能有水冰。

赤道地區(qū)的主要優(yōu)點是有大量的氦3聚集。這是因為氦3來自太陽風，而赤道地區(qū)對太陽風傾角比較大。另外，從赤道發(fā)射飛船也相對容易。月球有緩慢的自轉，而赤道的自轉線速度最大。從這發(fā)射可以充分利用自轉提供的初速度。

月球的背面（遠離地球的一面）無法和地球直接通信。如果在這里建立基地，我們需要使用運行在地球和月球的L2拉格朗日點的中繼衛(wèi)星。月球背面的主要優(yōu)點是氦3儲量比較大。地球磁場幫助月球正面擋住了部分太陽風，而月球背面是完全暴露的，能夠收到更多隨風而來的氦3。此外，月球背面完全不受地球無線電干擾，非常適合架設射電望遠鏡。

在環(huán)月軌道上建立基地也是一種選擇。在低軌道上，環(huán)繞月球一周只要兩小時，所以基地散失熱量的時間很短。而在L1和L2拉格朗日點上的基地總是能得到陽光，這就保證了穩(wěn)定的能量供應。在太空中的基地需要以自轉的方式來產生人工重力。

1.3. 修建基地

月球基地需要應付月球上的嚴酷環(huán)境，解決很多問題。月球上沒有空氣，來自太空的微型隕石可以長驅直入，到達月球表面。沒有大氣層的另外一個后果就是晝夜溫差極大。在345個小時的漫長白晝，溫度可以高達123攝氏度，而在354個小時的漫漫長夜，溫度可以降到零下153攝氏度。由于沒有磁場，月球沐浴在強烈的太陽和宇宙輻射中，這對人類是致命的傷害。

在月球上修建基地有很多方法，最簡單的就是直接把基地修建在月球表面。建筑材料可以直接取自月球。月球土富含硅和鐵化合物，可以融成玻璃狀固體。這種月球玻璃有足夠的強度用于建筑。為了達到保溫，防輻射和防微型隕石的目的，這樣的基地最后需要用月球土掩蓋起來。所以，希望看到下圖那樣充滿科幻風格的月球基地的同學恐怕要失望了。表面基地的一個理想地點是隕石坑。隕石坑的陰影地區(qū)可以幫助阻擋部分輻射和微型隕石。基地也可以采用人工磁場的方式來抵擋輻射。另外，月球表面的某些地區(qū)有比較強的局部磁場，也是建立表面基地的理想地點。

安全性更高的方法是把基地修建在地下。這樣的基地對溫差，輻射和微型隕石的防御效果都不錯，但是同時也大大增加了施工難度。修建地下基地的步驟是這樣的。首先，用遙控的挖掘機在地下挖掘洞穴，然后加固洞穴以避免坍塌（可以使用加固礦坑的技術），在洞穴內壁鋪設一層隔熱材料，最后把可以自行封閉的居住單元放進去就大功告成了。

其實，月球已經給地下基地準備好了洞穴 - 熔巖管。在月球形成的早期，月球表面流淌著大量的熔巖。暴露在表面的熔巖很快冷卻變成堅硬的巖石，而內部的熔巖依然在慢慢流淌。在一些坡度較大的地方，巖石下面的熔巖可能全部流走了，剩下一個空空如也的管道。熔巖管在地球上并不少見，而在月球上也已經有熔巖管被發(fā)現(xiàn)。現(xiàn)存的熔巖管經歷了數(shù)十億年的時間考驗，十分堅固可靠。

1.4. 能源

太陽能面板可以提供月球基地所需的大部分能量。但是在漫長的黑夜，我們就需要別的能源了。通過氫氧反應把化學能轉化為電能的燃料電池是一個不錯的選擇。白天太陽能面板產生的多余電能用來電解水，產生氫氣和氧氣，夜晚用氫氣和氧氣驅動燃料電池發(fā)電。考慮到日食和其他緊急情況，即使在有永久光照的兩極部分地區(qū)，燃料電池也是不可或缺的。

此外，核反應堆也是對太陽能面板和燃料電池的有效補充。

1.5. 運輸

在比較平坦的地形上，月球車可以作為最常用的交通工具。根據(jù)不同的用途，月球車有多種型號，比如小號的開放型到大型的密封加壓型。鐵路可以用在距離較遠的基地之間的交通。和傳統(tǒng)的鐵路比較，磁懸浮列車是比較有吸引力的。這是因為月球上沒有空氣阻力，磁懸浮列車可以達到地球上飛機的速度。

而在地形比價復雜的地區(qū)就只能使用載人飛行器了。

從月球表面到太空的運輸就代價就比較高了。一種節(jié)省燃料的新技術是電磁投射，這是一種不用火箭而是通過磁場加速的發(fā)射裝置。這種裝置的主要部件是大量沿著發(fā)射軌道排列的電磁鐵，依次打開電磁鐵可以讓軌道上的物體持續(xù)加速。當物體離開軌道時， 其速度已經達到了逃逸速度，可以離開天體的引力場。

電磁投射器可以把貨物投射到地月之間的L1或L2拉格朗日點，然后再通過其他太空運輸工具（如太陽帆或離子火箭）把貨物運到地球或別的行星。

從月球到太空運輸?shù)牧硪粋€方案是在月球表面和L1/L2之間建立太空電梯。

2. 開發(fā)火星

在地球的夜空中，明亮的火星顯示出淡淡的紅色，所以在希臘和羅馬神話中，它總是和戰(zhàn)爭聯(lián)系在一起。隨著望遠鏡的出現(xiàn)，模糊的火星影像點燃了人類對這顆紅色行星的奇妙幻想。在19世紀末到20世紀初，人們相信火星上布滿了用于灌溉的運河。他們甚至畫出了火星的運河地圖。這當然就意味著火星上生活著可以創(chuàng)造文明的智慧生命。從此，火星成了科幻小說和電影中外星人的大本營。

在太陽系行星中，火星是太空殖民的首選。和其他行星相比，它的優(yōu)點太多了。

2.1. 火星概況

火星和地球相似的地方很多，比如，

1. 火星上的一天是24小時39分35.244秒；

2. 火星的表面積是地球的28.4%，略小于地球陸地面積；

3. 火星的自轉軸傾角是25.19度（地球是23.44度），所以它的季節(jié)也和地球相似；

4. 火星上的一年等于1.88地球年；最后，火星上有水冰和液態(tài)水。

然而，火星并不適合人類居住。首先，它的大氣層十分稀薄，火星大氣壓只有地球的0.5%，而且只有0.1%是氧氣。其次，火星沒有地球這樣規(guī)模的全球性磁場，所以太陽和宇宙輻射可以直達火星表面。第三，火星的溫度很低，平均在零下87度到零下5度之間。最后，火星的重力只有地球的38%。我們知道長期的失重將導致肌肉萎縮和骨質疏松，但是火星的微弱重力對人體有多大影響現(xiàn)在還是未知的。

2.2. 飛向火星

飛向火星最節(jié)省燃料的方式是充分利用地球的公轉速度。采用下圖的霍曼軌道轉移，以目前的化學火箭技術，從地球飛向火星需要9個月。

采用更優(yōu)化的軌道，只需要6到7個月就可以到達火星，但是對燃料的需求也會更大。這是現(xiàn)在化學火箭技術能做到的極限。如果要繼續(xù)縮短飛行時間，就需要改變火箭推進技術，比如核動力火箭理論上可以在兩周之內完成旅程。

載人飛船在火星著陸是一個難題。阿波羅飛船在月球上著陸的時候，采用的是噴射火箭減速的方式。而火星的重力遠大于月球，所以阿波羅的著陸方式不適用?；鹦堑目諝膺^于稀薄，利用空氣減速的大氣制動技術也難以發(fā)揮效果。所以，我們需要為火星任務設計全新的著陸方式。如果碳納米管技術有重大進展，建立太空電梯是一個解決著陸問題的方案。

2.3. 和地球通信

當?shù)厍虺霈F(xiàn)在火星天空的時候，火星基地和地球通信是很容易的。但是，當?shù)厍蚵涞交鹦堑牡仄骄€以下，就無法直接通信了。這種時候，就需要借助圍繞火星旋轉的中繼衛(wèi)星。NASA在火星軌道上部署了很多中繼衛(wèi)星，也就是說，火星通信衛(wèi)星網(wǎng)絡已經存在了。但是，由于巨大的距離，兩地通信延遲為3 - 22分鐘（根據(jù)火星和地球相對位置），所以電話或實時聊天都是不現(xiàn)實的。

當火星和地球位于太陽兩端的時候，通信會被太陽阻擋。每一次兩顆行星運行到這個位置時，通信都會中斷一個月。如果在地球-太陽的拉格朗日點L4或L5部署通信中繼衛(wèi)星，理論上可以解決通信問題。但是，部署在如此遙遠位置上的通信衛(wèi)星很難達到所需的功率。此外，L4和L5的衛(wèi)星雖然很容易達到穩(wěn)定狀態(tài)，但是太空塵埃也很容易在這里聚集，對衛(wèi)星造成破壞。

一個替代方案是在火星上空部署中繼衛(wèi)星。衛(wèi)星帶有太陽帆推進引擎，讓自己運行在黃道面以外。這樣它就可以越過太陽，實現(xiàn)地球和火星的通信中繼。

2.4. 早期的火星探索

在大規(guī)模建立火星基地之前，需要進行多次探索任務，以獲取火星的大量詳細信息。說到火星探索，不能不提火星學會提出的Mars Direct（直達火星 Mars Direct | The Mars Society）計劃。以往的火星計劃往往需要極大的開銷和未來科技，如首先建立月球基地或者在地球軌道建造大型太空船。而Mars Direct計劃提出使用現(xiàn)在存在的科技，用最小的代價獲得最大的探索成果。它是目前最為成熟的火星探索計劃。最近上映的電影《火星救援》也深受這個計劃影響，這一點從電影中的很多細節(jié)可以看出來。

計劃是這樣的。

1. 第一次從地球發(fā)射的飛船攜帶一個地球返回艙，經過6個月的航行到達火星。這個返回艙不攜帶宇航員，由機器人控制。返回艙攜帶8噸氫，小型核反應堆和化學工廠。

2. 在火星上安置小型核反應堆和化學工廠?；瘜W工廠開始工作，用自帶的氫和火星大氣中的二氧化碳生產甲烷和氧氣。這個過程耗時10個月。

3. 在得到火星上燃料生產完成，并等到第一次發(fā)射后26個月，第二艘飛船攜帶一個居住單元和宇航員離開地球。宇航員至少要4人，這樣他們就可以分為兩組，進行不同的任務。飛船在飛行途中，采用自轉的方式產生1g的人工重力。

居住單元和飛船主體分離，用纜繩鏈接。居住單元啟動火箭進行微小的推動，它們就可以圍繞共同的質心旋轉，產生人工重力。

4. 同時出發(fā)的還有另一艘攜帶返回艙的飛船。這艘飛船使用耗時8個月的慢軌道，所以它達到火星的時間比載人飛船晚兩個月。如果載人飛船著陸火星后，發(fā)現(xiàn)第一次的返回艙是完好的，第二個返回艙就會降落到其他地方。否則，第二個返回艙就會降落到第一個返回艙的位置。這樣保證了宇航員總是有一個返回艙可以使用。

5. 載人飛船到達以后，居住單元和飛船主體脫離。居住單元環(huán)繞火星一周，尋找著陸點信號，并確認著陸點安全。然后居住單元進入火星大氣，用氣動剎車的方式著陸到第一次返回艙的地點。

6. 降落以后，宇航員在火星上工作18個月，進行科學研究。在火星表面，他們使用一個小型的火星車作為交通工具。火星車的能源是前面制造的甲烷和氧。

7. 完成研究任務后，宇航員乘坐返回艙離開火星。發(fā)射返回艙的燃料仍然是前面制造的甲烷和氧。

8. 返回艙和飛船主體會和后，開始返回地球的航程。飛行途中，仍然采用自轉的方式產生人工重力。

9. 后續(xù)的發(fā)射任務間隔為兩年。每次同樣包括一個居住單元和返回艙。居住單元將降落在上次的返回艙地點，而返回艙將降落在新的地點。這樣就能逐漸擴大火星表面的探索范圍，為將來建立火星殖民地奠定基礎。

2.5. 火星基地的選址

火星的南北極的優(yōu)點是有隨季節(jié)變化的冰蓋，可以為人類基地提供水資源。然而在其他地區(qū)發(fā)現(xiàn)液態(tài)水之后，吸引力就降低了。

赤道附近的阿爾西亞火山有巨大的天然洞穴。洞穴在抵抗輻射和隕石的性能都十分出色，所以可以在這里建立地下居住區(qū)。另外，赤道附近可能有地熱資源。在阿爾西亞火山內部有一些長度相當可觀的熔巖管。熔巖管可以完全遮蔽輻射，是建立基地的理想地點。

水手峽谷是火星的大峽谷，長達3000公里，深達8公里。它的優(yōu)點是峽谷內的大氣壓比火星表面高25%。

2.6. 火星的經濟發(fā)展

就像歷史上開發(fā)新大陸一樣，經濟是火星殖民地成長的關鍵環(huán)節(jié)。將來，火星可能成為糧食生產和為小行星帶開發(fā)制造設備的重要基地。然而，在火星的開發(fā)階段，最大的經濟問題是建立基地的巨大投資和地形改造。

火星基地的發(fā)展方向應該盡量消耗本地資源。在火星上，對人類生存最為重要的水/冰都不是問題。重要的工業(yè)原料，鐵，在火星上儲量也十分豐富。火星表面遍布著氧化鐵（這是火星表面紅色的來源）。但是，更有用的鐵礦是鐵鎳隕石，因為這種鐵礦比地面的氧化鐵更容易提煉。

對于火星農業(yè)發(fā)展來說，最重要的是肥料。如果我們最終也沒能在火星發(fā)現(xiàn)生命，那么火星就沒有自己制作肥料的能力，火星土地就會非常貧瘠。唯一的選擇就是從地球輸入肥料，直到火星的生態(tài)環(huán)境改變到足以支持有機物循環(huán)。

太陽能可以成為火星基地的主要能量來源。由于距離太陽較遠，在單位面積上，火星得到的太陽輻射能量只有地球的42%，但是火星大氣十分稀薄，讓更多的太陽輻射到達火星表面，所以火星表面的日照能量和地球上的陰天相當。

核能可以作為太陽能的補充，但是這需要從地球輸入核燃料。由于核燃料體積不大，所以整體的運輸費用非常便宜。為了降低頻繁運輸消耗的能量，有必要在火星上建立太空電梯。下面是一個十分有創(chuàng)意的火星電梯設計方案。

電梯分為兩級。內層電梯連接火衛(wèi)一（Phobos）和火星。火衛(wèi)一被火星潮汐鎖定，總是用同一面朝著火星。這就為修建電梯提供了方便。

電梯的底部位于火星的大氣層頂部，距離地面大約60公里，并且以0.77公里/秒的速度圍繞火星公轉。由于這個位置火星自轉線速度為0.25公里/秒，所以電梯底部相對于火星地面的速度為0.52公里/秒。所以，向電梯裝載貨物的時候，需要先用電磁投射裝置把飛行器投射到大氣層頂部，然后，飛行器用自己的火箭引擎改變軌道，進入電梯底部的傳送站。

第二級是外層電梯，它從火衛(wèi)一向太空延伸6000公里。外層電梯的頂端是一個發(fā)射平臺，用于飛船著陸或起飛。在這個太空電梯系統(tǒng)中，火衛(wèi)一作為一個中轉站。同時，火衛(wèi)一上也可以建立工廠，使用本地的礦產為火星加工工業(yè)原料或者生產飛船的推進劑。

3. 開發(fā)金星

金星是除了太陽和月亮以外，天空中最亮的天體。金星的光甚至能在地球上照出影子。人類對金星一直充滿了美好的想象。在中國，人們把它稱為長庚或啟明；在古代希臘和羅馬，它是愛和美的女神。

然而，當人類看清金星的真面目的時候，才發(fā)現(xiàn)這是一個十分嚴酷的世界。由于大氣層中蘊含了大量的二氧化碳，它的大氣壓高達地球的90倍。失控的溫室效應把氣溫提升到了駭人聽聞的攝氏400多度，甚至超過了鉛的熔點。前蘇聯(lián)向金星發(fā)射過多個探測器，金星5,6探測器在高空18公里處就報廢了；金星7,8探測器成功著陸，并開始傳送數(shù)據(jù)，但是也只堅持了1個小時。

在金星表面建立人類基地無疑是不現(xiàn)實的，所以現(xiàn)在的開發(fā)設想都是在上中層金星大氣建立空中城市，以及一些富于科幻色彩的星球改造計劃。

3.1. 空中城市

盡管如此，和其他行星相比，金星還是有一些優(yōu)點的。

1. 金星的重力達到地球的0.904倍，完全不用擔心低重力導致的肌肉萎縮和骨質酥松。

2. 距離地球很近，只有4千萬公里，從地球到金星的發(fā)射窗口很短（584天）。

3. 大氣中基本是二氧化碳。把空氣中的硫酸過濾掉以后，二氧化碳可以用來生長糧食。

4. 由于氮氣和氧氣都比二氧化碳輕，充滿氮氣和氧氣氣球可以漂浮在50公里高度。

在這個高度，氣溫是攝氏75度，大氣壓和地球接近。氣球中的氮氧混合氣體可供人類呼吸，所以這樣的巨型氣球成了漂浮的空中城市?？罩谐鞘杏泻芏鄡?yōu)點，比如氣球內外氣壓一致，即使氣球破裂，空氣泄露也十分緩慢，更不會爆炸。人在氣球外不需要穿加壓服，只需要攜帶氧氣，并且防御高溫和酸雨就行了。

金星大氣中，這個高度有持續(xù)穩(wěn)定的環(huán)金星風帶，風速是95米/秒。4天可以環(huán)繞金星一周?？罩谐鞘袩o法固定，所以只能被風吹著繞金星公轉。這種狀況帶來一個額外的好處。金星的一個晝夜是243天，長達121天的黑夜對依賴太陽能的空中城市是一個大問題。這個隨波逐流的方案縮短了晝夜周期，問題就自然解決了。另外，空中城市也不需要高強度的防風設計。

3.2. 星球改造

要把金星改造成適合人類居住的星球，需要做的事情包括去掉金星上以二氧化碳為主的大氣層；降低溫度；建立和地球相似的晝夜循環(huán)。

最直接的辦法是建造一個巨大的太陽傘，擋住陽光。如果把這個太陽傘放在金星-太陽的L1拉格朗日點上。一個遮蓋整個行星的太陽傘面積十分巨大。除了建造這個大傘的工程難度，保持它在軌道上的穩(wěn)定也不容易。這個巨大的太陽傘受到太陽風的推力，很容易偏離，需要不斷調整方向。在這個太陽傘的遮蓋作用下，金星的溫度會逐漸降低，大氣中的二氧化碳會凝結成干冰。干冰可以就地掩埋或者運送到火星或木星的一些衛(wèi)星。大氣中的氮氣在這個過程中自然保留下來。

另一個方案是從木星輸入大量的氫，通過Bosch反應（Bosch reaction）可以生成碳和水。這個反應需要大量的鐵質氣溶膠，可以從水星輸入。由于金星表面較為平坦，產生的水會覆蓋金星表面80%的面積。剩下的金星大氣壓為地球大氣壓的3倍。空氣會繼續(xù)溶解到水中去，所以氣壓還會下降。

金星的晝夜周期很長，這是金星的自轉速度決定的。要改變它的自轉速度，難度比改造大氣層還要大。這件事可以和消除大氣層的任務一起做。當大量二氧化碳變成干冰后，在從金星表面用電磁投射方式把干冰塊朝金星自轉相反的方向射入太空，可以提高金星的自轉速度。但這種方式需要的時間十分漫長，而且效果難以保證。所以，一個折衷的方案是用太空鏡把陽光反射到黑夜面去。

4.開發(fā)水星

在太陽系里，水星是距離太陽最近的行星。雖然亮度很高，但是它大多數(shù)時候都掩蓋在太陽的光輝中，能夠用肉眼觀察的機會不多。

總的來說，水星的環(huán)境和月球比較相似。

1. 水星沒有大氣。

2. 水星被太陽潮汐鎖定，自轉周期和公轉周期比例為2：3。

3. 自轉軸傾角很小，只有0.034度。

4. 晝夜溫差極大。白天表面溫度高達427度，而夜晚會冷到零下173度。

5. 兩極溫度常年低于零下93度，所以極地隕石坑有可能有水冰存在。

6. 由于距離太陽很近，水星接收到很高的太陽輻射能量。水星表面單位面積的太陽能量是地球的6.5倍。

和月球相比，水星的優(yōu)點是重力達到地球的0.377倍，足以防止低重力對人體造成的危害。

基于目前對水星的了解，水星的開發(fā)價值遠不如其他行星。水星嚴酷的環(huán)境使它注定不會成為人類的殖民地。而水星上是否存在有價值的資源，目前信息也不足。

和地球相似，水星有一個全球性的磁場，但是強度只有地球磁場的1.1%。這樣強度的磁場是否會阻擋來自太陽的氦3降落還不得而知。水星磁場有可能把來自太陽的粒子引導到兩極，形成兩個氦3高度集中的地區(qū)。水星表面富含鐵和硅酸鎂礦，在太陽系內天體中表面含量是最高的，而且 分布集中，容易開采。

水星距離太陽很近，位于太陽引力勢阱的深處，所以飛向和離開水星都需要消耗大量的能量。從地球飛向水星需要的能量甚至超過離開太陽系。不過這個距離也有一個好處：使用太陽帆引擎可以獲得更大的推動力。如果我們要把水星的礦產運出來，可以把飛船的太陽帆折疊，用電磁投射器發(fā)射到太空，然后打開太陽帆。這種技術可以極大的降低從水星到金星的運輸代價。

5. 開發(fā)小行星帶

在火星和木星軌道之間，分布著大量小行星，估計數(shù)量超過50萬，所以這個地區(qū)被稱為小行星帶（或主小行星帶）。雖然這個數(shù)字看起來很大，但是分布在環(huán)日軌道上，實際上非常稀疏。從1972年的先鋒10號開始，9個太空探測器穿過了小行星帶，沒有發(fā)生過一次撞擊事件。實際上，小行星撞擊探測器的概率僅為10億分之一。

和開發(fā)大行星相比， 開發(fā)小行星有很多優(yōu)點。

1. 小行星意味著低引力。飛船在小行星上起降代價和風險都不大，對技術要求也不高。

2. 由于數(shù)量巨大，探索和開采選擇范圍也很大。

3. 小行星種類很多，化學構成差異性很高，可以滿足建筑，燃料等多方面的需求。

4. 有的小行星會飛到離地球很近的位置，開采這樣的小行星的代價比開發(fā)月球還低。

5. 小行星可以成為一些需要真空和低重力環(huán)境的原料加工基地。

6. 很多小行星含有大量的水，碳等對維持生態(tài)環(huán)境至關重要的物質。

我們可以在比較大的小行星上面修建采礦和加工工廠，然后用飛船把產品出口到太陽系內的其他殖民地。阿西莫夫曾經提出在中空的小行星內部建立基地的想法。由于小行星數(shù)量巨大，這些空穴可以容納大量的人口。

小行星帶中最大的天體是谷神星，它是一顆矮行星，直徑接近1000公里。小行星中比較大的包括灶神星，智神星等。它們都將成為開發(fā)小行星帶的重要基地。

同時，開發(fā)小行星的困難也不少，例如對人體危害很大的低重力，微弱的太陽能，強烈的宇宙和太陽輻射。此外，很多小行星只是巖石或塵埃的松散結構，根本無法降落。

6.開發(fā)木星

木星是太陽系中最大的行星，它的質量甚至超過除太陽外其他所有太陽系天體的總和。古代中國把它叫做歲星或太歲，把木星在天空運行一周的12年周期（實際上是11.8年）定義為一個周天。在羅馬神話中，木星是神王朱庇特。而我記憶中木星的印象，卻是夜空中的笑臉。

6.1. 木星

木星是氣態(tài)巨行星，外層是以氫為主體的大氣層；再往下是液態(tài)的氫；核心可能是液態(tài)和固態(tài)的金屬氫。木星大氣底層氣壓極大，以人類的技術無法深入，所以開發(fā)木星的方案是在大氣層頂部開采氦3。

在木星附近進行開發(fā)的一個主要困難是輻射。木星外核液態(tài)金屬氫的流動創(chuàng)造了高強度的磁場。這個強磁場和木衛(wèi) 一（Io）釋放出的火山氣體相互作用，使木星成為一個巨大的輻射源。木星周圍的輻射強度遠遠高于行星際空間。

和金星一樣，我們可以在木星大氣中找到一個大氣壓和地球相似的高度，并在這里修建空中城市和工廠，提取木星大氣中的氫和氦3資源。但是，這樣做困難很多，包括木星大氣中強烈的風暴。此外，木星大氣中的主要成分是氫，所以一點點氧氣泄露都可能導致災難性的后果。木星巨大的引力也會讓人類活動變得十分困難。

6.2. 木星衛(wèi)星

木星衛(wèi)星的開發(fā)價值也很大。在木星龐大的衛(wèi)星家族中， 最具吸引力的是木衛(wèi)二。木衛(wèi)二的表面是一層冰封的外殼，所以天文學家們一直認為，它的內部是巨大的液態(tài)水海洋。木衛(wèi)二的火山活動為這個冰下世界提供著能量，很可能海洋中孕育了一個繁榮的生命世界。說不定有一天，我們在冰蓋上鉆一個洞，扔下魚鉤，就可以釣出外星怪魚。這樣一個海洋對人類基地的重要性毋庸置疑。它不但可以為人類生存和工業(yè)發(fā)展提供液態(tài)水，還可以電解提供氧氣。

由于表面的極度低溫和強烈輻射，木衛(wèi)二表面并不適合建造人類基地。冰蓋下的海洋中是更理想的位置。也許有一天，我們會在木衛(wèi)二的海洋中建立大量的水下城市。

木衛(wèi)四是唯一距離木星較遠的大衛(wèi)星，相對輻射強度也較低，是唯一可以建立表面基地的衛(wèi)星。它將會成為木星開發(fā)的第一站。在木衛(wèi)四上面建立的工廠可以為木衛(wèi)二的開發(fā)生產機器和火箭推進劑。

木星軌道上同樣分布著大量的小行星，它們大多在木星的L5和L6拉格朗日點附近來回擺動。這些的主要成分是水冰和塵埃，也就是像彗核一樣的“臟雪球”。從這些臟雪球提取出來的水可以用于太陽系其他位置的基地建設。

7. 開發(fā)土星

在地球的夜空中，土星顯示出淡淡的黃色。在中國古人的觀念中，黃色屬土，所以把它叫做土星。處于類似的原因，土星在羅馬神話中是農神。土星優(yōu)雅的光環(huán)，使它成為太陽系中外形最漂亮的行星。

第一個發(fā)現(xiàn)土星光環(huán)的是伽利略。但是在他的比較原始的望遠鏡下，光環(huán)十分模糊，所以他把土星稱為長耳朵的行星。50年后，惠更斯用更先進的望遠鏡才看清了光環(huán)的本來面目。

除了質量小了一些，土星和木星十分相似。它也是一顆氣態(tài)巨行星，深不可測的大氣中蘊含著豐富的氫和氦3。我們可以在它的大氣上層修建空中城市開采資源。同時，土星還具備一些木星沒有的優(yōu)點。首先，土星不像木星那樣向外散發(fā)大量輻射；其次，土星的衛(wèi)星系統(tǒng)具有極高的開發(fā)價值。土星是未來的波斯灣。

在土星的衛(wèi)星中，開發(fā)價值最高的最大的土衛(wèi)六。

如果你來到土衛(wèi)六，會看到非常熟悉的景象。這里有河流，湖泊，海洋；天空中飄著朵朵白云；微風在身邊吹拂；有時候，淅淅瀝瀝的雨水落下，水面上泛起一圈圈漣漪。除了溫度比較低（零下180度），其他的看起來都和地球十分相似。然而，和地球不同的是，你看到的一切，都是各種氣態(tài)和液態(tài)的碳氫化合物，大部分是甲烷。

簡而言之，土衛(wèi)六就是一個燃料星球。當然，如果我們不想讓溫室效應把地球變成第二個金星，就不能把這些甲烷都搬到地球上去燒。但是，我們完全可以把這些燃料用于太陽系中各個地區(qū)的基地建設和飛船驅動。

要開采土衛(wèi)六，需要在它的表面建立開發(fā)基地。顯然，土衛(wèi)六是不適合人類居住的，所以基地必須是密封的建筑。在這樣的低溫環(huán)境下，建筑的主要功能是供熱。土衛(wèi)六大氣壓是地球的1.5倍，所以建筑內外氣壓差不大，工程難度就比月球那樣的真空環(huán)境降低了很多。但是，建筑的密封非常重要，輕微的氧氣泄漏就可能引起大爆炸。

由于低溫，土衛(wèi)六的空氣密度是地球的4.5倍。借助空氣動力的飛機可以獲得更大的升力，甚至人力扇動翅膀也可以飛起來。

然而，土衛(wèi)六的重力只有地球的13.8%，比月球還低。長期居住在這樣的低重力環(huán)境對人體的傷害是不容忽視的。

8. 開發(fā)天王星，海王星，柯依伯帶和奧爾特云

天王星和海王星是冰巨行星（ice giant）。它們濃厚的大氣層中也有豐富的氦3資源，可以用空中城市進行開采，也可以把基地建立在它們的衛(wèi)星上，用遙控的機器人飛船開采它們的大氣資源。

海王星的衛(wèi)星海衛(wèi)一有強烈的地質活動，天文學家懷疑內部可能有液態(tài)水和氨的海洋。如果把內部的地熱引到表面，就可以為海衛(wèi)一基地提供能量。

海王星軌道以外的廣大區(qū)域，分布著大量的巖石，冰（固態(tài)的水，甲烷和氨），和一些矮行星。被降級的冥王星就在這里。它的寬度是小行星帶的20倍，總質量估計是小行星帶的上百倍。這就是柯依伯帶。

柯依伯帶之外，是一片一直延伸到0.03光年以外的空曠地帶。而這個地帶之外，分布著無數(shù)以冰和塵埃為主的小型天體，在遙遠而黑暗的太空深處緩緩游動。這里是奧爾特云，太陽系中彗星的主要來源。太陽系的其他天體都在黃道面上運動，而奧爾特云不一樣，它是一個球形，從各個方向把太陽系包裹起來。奧爾特云范圍很大，一直延伸到2光年以外，這是太陽到比鄰星的一半路程。

很多天文學家認為，未來人類的理想定居地是海外天體。這里的海外是指海王星以外，包括柯依伯帶和奧爾特云，不是出國移民的意思。

海外區(qū)域有上千億的冰質天體，它們包含對人類發(fā)展至關重要的水，氨，碳化合物和氦3。建立在矮行星上的人類基地可以使用氦3核聚變的能量，從矮行星開采水和其他礦物。由于矮行星的低重力，開采它們的內部資源非常容易。

在這個地區(qū)定居的另一個重要優(yōu)點是，由于距離太陽很遠，太陽輻射已經很低了。所以，基地完全可以建立在星球表面?？紤]到低重力對人體的損害，另一個方案是把基地建立在矮行星內部。具體方法是，把矮行星內部掏空，在空洞中心放置人造太陽，然后把城市修建在洞壁上。矮行星自轉的離心力可以起到人工重力的效果。

到這里，人類已經完成了征服太陽系的任務，但這只是人類邁向太空的第一步，我們還要把人類文明散布到鄰近的恒星系。距離我們最近的比鄰星很可能也有自己的奧爾特云，那么從我們的奧爾特云基地出發(fā)，不需要使用科幻級別的飛船，就可以慢慢遷移過去，開始星際殖民的征途。