太空城概况

（图）太空城森林

1991年，美国曾实施了“生物圈二号”计划。这个计划是在地面营造一个准太空环境，选派8名男女研究人员，调集大约3800种动植物，一起被封闭在由玻璃、钢材搭建的建筑物内，形成一个密闭式的生态系统，模拟人在太空长期自给自足的生活。但遗憾的是实验的结果没有想象的那样完美，由于建筑物内的二氧化碳没有办法处理，最后，试验以失败而告终。现在美国有关部门又对试验重新作了调整。继美国之后，雄心勃勃的日本正在执行“生物圈J”计划，对太空的自给自足的生活进行探索。

此外，由于美国没有空间站，这些试验只能在航天飞机上进行，而航天飞机每次的飞行时间不长，大大影响了试验项目的开展和效果，因此美国酝酿建造太空植物园和太空农场，植物园直径约4.2米，长3.7米，自动控制系统能提供植物所需的水、肥料、阳光和保证温度等条件。管理、收获、加工、废物处理，均由机器人负责。如果发生故障，机器人就向空间站及时报告，空间站上的航天员即进入植物园进行修理。

方案设计

（图）太空城设想

建造可供人们长期生活工作的太空城，既是人类的梦想，又是空间技术发展的必然，特别对于进行太空移民和深空探索，有着特别重要的意义。

伞架子式的太空城

美国普林斯顿大学物理学教授奥尼尔博士对建造太空城已经研究很长时间了。1977年，他出版了<宇宙移民岛>一书，提出了三种宇宙岛设计方案，其中的“奥尼尔三号岛”是一种伞形结构的太空城。它像张开的伞，伞把是两个巨大的圆筒，这个伞特别大，光伞把就有6500米粗，长3200米。在这个大圆筒里，可以居住100多万人。两个伞把用传动带连到一起，每分钟以一转的速度旋转，从而产生人造动力。伞把的四周是玻璃窗，窗外用挡板遮挡着，盖板内镶着大玻璃，和上盖板里边就是黑夜，打开盖板，镜子将外边的阳光择射到里边，里边就是白天了。

圆筒里边是真正的城市。有山丘、树木、花草、河流，有体育场、电影院、大酒店，还有机场、车站和码头。太空城里的居民外出办事，可以像在地球一样，或乘船、或乘公共汽车、或乘飞机，或者干脆把手一挥，打的走，非常方便。尤其称奇的是，这座太空城还可以进行人工降雨区，有晴天，阴天，雨天和冷暖的变化。科学家把伞架子边缘设计成农业舱室，在农业舱室里，通过温度控制，可以在不同的舱室分别制造出春、夏、秋、冬一年四季的季节来呢。因此，农业舱室粮食作物郁郁葱葱，瓜果蔬菜一应俱全，由于温度、湿度适宜，在那里，奶牛成群，猪羊满圈，小鸟欢唱，有益的昆虫飞翔。整个一个天上人间。生活在太空城里的公民一年四季都可以吃上新鲜的蔬菜、瓜果和粮食。

由于太空城里的环境十分优越，因此呼吸的也都是新鲜空气，再也不必担心在地球城市中的空气污染了。优越的环境加上采取先进的栽培方法，在那里吃的也都是绿色食品。在这样的城市里生活和工作，不知比地面要好多少倍呢。

圆环型的太空城

这样的太空城就象一个大轮胎，轮胎的直径为1800米，仅大圆环的直径就有130米，里边可供1万人长久居住。圆环以每分钟1转的速度自转，产生重力环境。

为了使圆环里能享受到充足的阳光，在圆环的上方安装了一面巨大的镜子，将太阳光折射到圆环中央的镜子上，然后由它折射到圆环的百叶窗上，百叶张开，阳光进入，里面为白天；百叶闭合，里面为黑夜。在圆环的中轴上，靠近圆环的一端是太空港，设计了许多对接装置，接送来往人员，向太空城里运输货物和向地球运输太空垃圾和产品的宇宙飞船在这里停靠。同时可以接待好多艘飞船来访。另一端就是太空工厂和太阳能发电站了。中轴有6根辐射管通道与居民区相连，人们可乘100多米的电梯，通过辐射管道进入中轴，再沿着中轴去工厂上班。

在这个大圆环里面，按着不同用途分成若干个舱段，每个舱段既是一个区域。有居民区、学校、医院、饭店、旅店、农场、肉类加工厂、太空工厂等等。尽管在太空城里生活的人们都很文明，但是，必要的管理工作还是需要的。因此，还是要设立如居委会、警察局类似的机构。

走进工厂，你会看到偌大的工厂里几乎看不见工人，全部是计算机控制，也没有噪声和污染。走进农场你会看到一台台不冒黑烟的现代化机械在不停地工作，身穿白大褂的农场工人坐在电脑前，用电脑控制着这些机械工作。在明媚的春光下，青椒、茄子、豆角、西红柿张着笑脸，小麦、玉米等粮食作物在春风下摇拽。这些无忧无虑的小生命们，已经忘记了地球。

“向日葵”城

1975年，美国有一位科学家曾经提出了一个叫“向日葵”城的太空城方案，顾名思义，这座太空城的样式有点像向日葵，主体是一个直径达450米的圆筒，以每分钟2转的速度自转，这样可以产生像地面一样的重力，人在上面生活工作像在地面上一样。周围配备圆锥型反射镜反射阳光，最外边是农业区，最上面是聚光镜，靠这面镜子聚集的阳光发电为城内提供电能。“向日葵”城可居住1万人。

太空花园

美国太空总署为配合星际探险计划的开展，与波音公司合作研制了一种名为“愉快花园”的适应性太空舱。这个太空舱实际上是一个保持受控状态的生命维持系统。在这个系统中，将种植各种花卉，果树和粮食作物，既为太空人提供良好的环境，又为他们提供食品和水果。整个花园里产生的二氧化碳将由小球藻系统来排除和制造氧气，保持新鲜空气。太空花园还专门设立了“运动区”，供到这里旅游参观的客人进行太空运动，运动区的引力相对较弱。

太空集体农庄

为了为实现太空移民和长期载人航天作准备，美、日和西欧在21世纪的太空计划中，将植物在密闭的太空舱内进行长期生长试验作为重点研究项目。为此，设计太空集体农庄的工作已经开始进行。

科学家的设想是把太空集体农庄建成球冠状。利用其外面可以转动的反射镜调节室内温度，通过人工努力，为植物营造一个像地球上一样的生长环境。科学家们通过对从月球上取回的土样成分进行化验分析认为，月球土本身不能种庄稼，但只要稍加改造，就可以成为在太空农场里种植庄稼等植物的土壤，更为重要的是，这种土壤还可以提取氧气和合成水分，这样就可以解决农场工作人员的生活用水问题了。

太空农场种植的庄稼、水果，不用洒农药，因此，是地道的绿色食品。未来的太空农场将全部实现机械化，工人在室内按电钮就可以对农场进行管理了。

太空城的方案还有许多。随着时间的推移，当太空城建造正式开始的时候，还会有更多、更好、更为科学的方案问世，届时，一座座太空城将呈现在人们面前，期待着人们的光临。

未来设想

（图）太空城探索

美国科学家奥尼尔的<高边疆:人类的太空城>一书中，提出了一个名为“三号岛”的太空城，并设想未来人们可在这种太空城中居住生活。

圆筒形的太空城以中轴为旋转轴，每分钟自转一周，通过旋转产生重力这所未来太空城是一座圆筒形的城市，长32公里，直径6.4公里，里面的居住面积为1300平方公里，可容纳1000万人生活。从城市的一头走到另一头，得花六七个小时。它是全封闭的，生活环境和地球完全一样。太空城里具有跟地球相同的重力作用，要不然生活在那里的人和物都会因为失重飘荡在空中，上不着天下不着地了。

怎样才能产生重力呢？旋转。这个圆筒形的太空城市，以中轴为旋转轴，每分钟自转一周，使得圆筒内壁产生一股离心力，正好跟地球表面的重力相等。圆筒的内壁正好是城市的地面。因此，生活在太空城的人，站在此地面上，跟站在地球的地面上的感觉是大同小异的。只是在太空城里，无论站在哪儿，头顶都正好正对这圆筒的中轴线。

太空城被分成三个居住区和三个天窗区，这将让太空城昼夜分明。为了使大圆筒内有充足的阳光，科学家设想将大圆筒的壁分成六大区域：三个居住区和三个天窗区。居住区和天窗区交错排列，一个居住区和一个天窗区相对。

天窗区由巨大的玻璃构成，在天窗区的外面还安装有三块巨大的平面反射镜。镜子是由电脑控制的，按照一定的规定转动，将照射到它上面的太阳光以不同的角度反射到太空城里去。反射镜随同大圆筒一起旋转，通过调节反射镜的反射角度和天窗玻璃的色调，太空城的居民不仅能看到蔚蓝色的“天空”，还能观赏到日出和日落。

太空城中山清水秀，没有灰土的公路上奔驰着无噪音、无废气的汽车，生活环境比地球还好。1000万人生活在一个大圆筒内会不会感到很拥挤？当然不会。因为1300平方公里的居住面积相当于半个瑞士那么大。太空城划分成行政区、住宅区、文化区和商业区，最大的是游览区。游览区里有蜿蜒起伏的青山，有潺潺不断的绿水；花草遍地，果树成林。没有灰土的公路上奔驰着没有噪音、不排放废气的车，环境比地球强太多了。

想象得到吗？天空中朵朵白云，河面上点点白帆，树林里百鸟齐鸣，草原上鹿兔嬉戏。此外，这里还有一个特别景致———人可以透过天空中的浮云，能隐隐约约看到头顶上的“地面”，那里的山峰、树木、房屋和行人都是头朝下倒立着的。

太空城造有大型超市、剧院、电影院、音乐厅、医院、图书馆、体育馆和夜总会等。总之，太空居民可以享受到地球居民所能享受到的一切，但没有住房拥挤、空气污染、交通阻塞、水资源匮乏和暴力事件等当今社会所遭受到的“人为灾难”。

（图）太空城探索星球图

整个太空城是一个巨大的密闭生态循环系统，可以解决空气和水的循环供应问题。辐射防护则可由居室的金属结构外壳解决。

太空城像地球一样，是一个自我封闭的生态系统，生活用品完全自给自足。太空城里，人们自己种植粮食和蔬菜，饲养牲畜，开设工厂，空气和废水都回收处理，循环使用。太空城像地球一样，是一个自我封闭的生态系统，唯一的依靠就是太阳。

太空城拥有一批工厂，有重工业、轻工业和高新技术产业区。重工业有钢铁、水泥、玻璃、火箭燃料和各种化工等。工业原料可以来自月球和一些小行星。如将月球和小行星上运来的矿石进行冶炼和加工，即可生产钢材、水泥、火箭燃料和化工产品。轻工业有纺织、食品和各种家用电器等。高新技术产业主要是一些精密仪器、信息技术和通信设备。

由于工厂排除的废水和废气会污染环境，所以工厂区都设在圆筒的两端，远离生活区，并且与生活区隔绝。圆筒的中轴部分没有离心力，是一个失重的区域，这里的工厂正好可以利用失重的特殊条件生产出在地球无法生产的东西。比如冶炼那些很难熔化的金属，提炼非常纯净的大块晶体，加工滚圆滚圆的钢珠，制造轻得能浮在水面的泡沫钢，细得用放大镜才能看得到的金属丝，薄得透明的金属膜等等。

圆筒的顶部还有一大圈茶杯模样的结构。那是什么呢？那是自动化农场。种在这里的庄稼一年可以收获四五次，产量比地球高好几倍；牲畜和家禽也可能由于失重能长得比地球的大。农场里一年四季瓜果不断，鱼虾常有，还提供新鲜的蔬菜、水果、鸡、鸭、鱼、肉、蛋和奶，农产品自给自足完全没有问题。

专家们估计，为解决1000万人口的吃饭问题，农业区只需要400平方公里的有效耕种面积，相当于每人占有耕地40平方米。为了大大提高农作物的产量，还需要大力发展新型的太空耕作技术。

太空城里还有设备完善的科学站和天文台。从这里考察地球，可以看到地球的全貌，可以全面地研究地球上的农业、地质、天文、气象、土壤、地震、环境污染等问题。宇宙空间没有云雾雨雪，没有大气，太阳和星星发出的光线和无线电波不会被吸收和反射，是进行天文观察和研究的最好场所。圆筒的顶部还有一个空间码头，从地球或其他太空城来的飞船可以在这里停靠。

在建太空城之前，应该先开发月球，利用月球上的资源建造太空城。那么好的太空城，是怎样建成的？很费劲。起码得几百万吨建筑材料。这么多的材料最好不用从地球运来，从月球或者地球附近的小行星上就地取材更加合算。

科学家分析了月球岩石标本之后，发现月球岩石中含有丰富的铝、铁、钛、硅、氧等元素。太空城的建筑材料有95%可以从月球找到。月球的引力比地球的小多了，物体脱离地球得达到11200米/秒，而脱离月球只需要2400米/秒就行了，把同样重的材料送到太空，从月球出发比从地球出发省95%的能量。

在建太空城之前，应该先开发月球，利用月球上的资源建造太空城。科学家估计，只要派150个人上月球，每年可以开采100多万吨矿石。将矿石用磁发射装置抛射到空间冶炼厂，利用太阳能加热、冶炼、加工成铝材、玻璃等等各种建筑材料和构件，然后派出一批民工，主要是太空机器人，到轨道上去进行无与伦比的高空作业，装配建造太空城市。