第251章 巨型结构

  我们分类系统的下一个类別是尺寸。这些物体的尺寸范围极广，从小型空间站一直到太阳系大小的天体。因此，我们採用了一套数量级尺度来划分，用数字 n 表示，其中 n 代表 10 的 n 次方米（即物体的宽度以米为单位，n=1 表示 10 米，n=2 表示 100 米，n=3 表示 1000 米，n=6 表示 100 万米，以此类推）。

  尺寸与上述重力类型的组合方式如下：z1 代表直径约 10 米的零重力环境，例如空间站；长度达数英里的大型旋转棲息地可表示为 r4；像地球以及几乎所有你通常认为適合人类居住的行星，可表示为 s7，其中 s 代表球形重力，其直径约为 10000 公里（即 1000 万米）；而 a11 则代表与地球绕太阳轨道大小相当的人工重力环境，例如戴森场。

  宜居性分类

  最后一个分类是宜居性。为了方便计算，我们假设 1 公顷（即 100 米 x100 米的区域，大约相当於 1 英亩）的面积，足以让一个人种植所有所需的食物，並有一些森林和花园区域。这是一个非常粗略的估算，但地球的陆地面积约为 140 亿公顷，其中包括沙漠和极地等不適宜居住的区域，而地球人口约为 70 亿（大致为 10 的 10 次方）。这恰好为我们提供了宜居性指数 x=10，我们採用同样的 10 的 n 次方系统来表示。x 值適用於地球和其他行星，s7x 则代表完全人口化的典型行星。

  这个图表是我们的实用指南，我们使用该分类时仅作大致参考。例如，狩猎採集文明的宜居性指数可能会低两个等级，他们每人不需要 1 公顷的土地，大约需要 100 公顷；相反，通过高密度水培法、气培法和人工照明，1 公顷的土地可以轻鬆养活 100 人。在某些科幻设定或人类未来场景中，人类甚至可能不需要进食，而是依靠电力生存。因此，这只是一个大致的尺度，x 值大致相当於一颗行星的人口数量。我们仅將该指数用於那些本身虽不算特別巨大，但大致能实现自给自足、类似人造行星的场所。在很多情况下，宜居性指数並不適用；而对於適用的情况，其分类形式如下：z1i 或 z11 代表空间站，上面的人口非常少；r4v 或 r45 代表可容纳约 10 万人的区域；s7x（再次以地球为例）代表可容纳数十亿人口的场所；而戴森球这类结构，其內部空间与地球相当，可容纳数千亿亿人口。

  由於无適用人工重力类別的物体没有特定形状，且种类繁多，我们將从旋转重力类物体开始，作为具体例子进行介绍。

  此外，需要明確的是，当涉及飞船或空间站时，这些物体的外部不一定是圆柱形。就產生重力的部分而言，它们是圆柱形的，但外部可能有一个不旋转的外壳；或者，你甚至可以將它们直接嵌入小行星內部。不过，有一点需要注意，有时人们会说 “把小行星挖空然后旋转它”，但实际上你永远不会这样做。这些物体所受的重力会隨著离旋转轴距离的增加而增大，而大多数小行星是由鬆散的碎石构成的，其表面重力非常微弱。如果真的以產生人类所需人工重力的速度旋转整个小行星，它会立刻解体。而且，你也不需要旋转整个小行星，只需確保旋转物体与你在小行星內部构建的外壳之间有几米的空隙即可。

  另外需要注意的是，这类结构的半径或直径受限於材料的承受能力，就像悬索桥的长度不能无限延长一样，许多材料无法承受数英里长的周长所带来的应力。

  现在，让我们来具体介绍各种例子。

  冯?布劳恩空间站

  这是 1952 年的冯?布劳恩空间站，是最早的设计之一，看起来也相当眼熟。它体积不大，直径不到 100 米，可容纳不到 100 人。美国国家航空航天局（nasa）在 20 世纪 50 年代末和 60 年代初製作了不少这类模型。

  六边形旋转充气空间站

  这是 20 世纪 60 年代初设计的一款六边形旋转充气空间站。不久之后，人们开始构想更大的空间，这些空间不再是类似南极科考站那样狭窄封闭的工作场所，而是真正適合人类居住的地方。

  斯坦福金牛座空间站与博纳球体空间站

  其中最早的一批构想包括斯坦福金牛座空间站和同一时期的博纳球体空间站。这些设计均假设使用钢材建造，並利用当地恆星的光线提供能量。它们的直径达数公里或数英里，可容纳数千、数万甚至数十万人。