人工重力 | 让外太空生活成为可能

对于外行来说，人工重力旋转空间站可能只不过是幻想，只存在于虚构作品中，并不是一个值得认真研究的话题。

但空间站的一般概念，尤其是人工重力的概念，比许多人意识到的要古老得多。1903年，也就是莱特兄弟著名的飞行之年，康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基已经为液体燃料火箭、空间站、失重和人造重力奠定了理论基础，从那以后，科学家和工程师一直在继续这些研究。

整个20世纪，关于空间站的建议已在知名书籍和期刊上发表，其中许多都基于人工重力设计概念，直到60年代中期，零重力概念才流行起来。目前正在开发的一些空间站不包括人工重力，这与当前的预算和技术限制以及长期空间站设计目标有很大关系。

当代工程师和物理学家撰写了大量关于利用人工重力开发大型永久性太空制造设施和太空居住地的可能性甚至必要性的文章，由于旅程的长度，要做成载人火星任务也需要对人造重力感兴趣。

电影《2001: A Space Odyssey》中对旋转圆柱形空间殖民地的描述，宽6.4公里，长32.2公里，足以容纳数百万人的人口，这属于建筑工作的自然领域，在它们之前的更普通的空间站和月球基地也是如此，科学和技术已经发展到物理学家和航空工程师正在实施有远见的建筑的地步。

从1903年第一架飞机到1957年第一颗人造卫星仅用了54年，那时距离人类第一次踏上另一个天体1969年还有12年。相比之下，沙特尔大教堂的穹顶建造耗时26年，整个大教堂的完工耗时300多年。

许多人认为伟大的建筑需要很多年才能完成，现代的我们似乎没有那么多耐心，空间站研究需要过去的主要建造者对未来表现出强烈的信念，期望一百年后的技术远远超出我们今天所看到的，这并非没有道理。

尽管在过去的一个世纪中已经发表了许多关于人工重力航天器的提案，但重点一直放在人工制品而不是环境上，在空间站动力学、轨道力学、推进、发电、生命保障、结构能力等卫星设计方面进行了大量的工程研究，关于在新颖的条件下支持智能生活的适当环境设计的想法很少。

作为对失重不利影响的解毒剂，人工重力具有很好的表面效度，尽管目前尚不清楚它是否是唯一的解毒剂，甚至是最好的解毒剂，它的真正功效还有待检验。

它作为机械动力学中的一个问题似乎可以解决，已提出许多配置并进行了粗略的分析，而作为栖息地设计中的一个问题，仍是未知领域。大多数研究的进展并未超出原始体积的规格，窥视内部的研究几乎没有适应人造重力的特性。

京都大学和鹿岛建设株式会社开始了他们针对此的研究，研究名为The Glass，这是一种圆柱形的人造重力建筑，在外太空建造，为了让在火星和月球上的生活成为可能。

从他们在7月6日的新闻发布会上发布的视频来看，圆柱形的太空旅行设计配有公共交通、绿地、水体和开阔的天空，反映了人们在地球上的生活方式。

日本团队表示，人类正在逐渐从考虑留在外太空转向生活在月球和火星上，于是他们开始思考如何才能实现这样一个项目，指出实现项目需要什么样的环境、设施、视角、技术、主要内容和社会系统。他们就三个概念达成一致，以进行深入研究，首先是月球表面低重力迫在眉睫的问题，而且人造重力已在医学界已经获得了一些成果。

NASA将低重力定位为人类在太空生活的一个重要问题，但对低重力的研究仅限于对身体的维护，其对儿童出生和成长的影响尚未得到研究。没有重力，哺乳动物可能无法顺利出生，即使能出生，也无法在低重力下正常生长。如果一个人在低重力下生长，就无法在地球上独立站立。

“因此，我们考虑利用太空、月球表面和火星表面的旋转产生的离心力，产生与地球环境相当的重力的人工重力生活设施，成为人类进入太空的核心技术。”

人类在这种人工重力驱动的生活设施中可以生育和抚养孩子，维持一个可以随时返回地球的身体状态。

截止目前，日本团队的太空迁徙计划仅侧重于保证人类迁徙过程中赖以生存的空气、水、食物和能源，以及作为其基础的自然环和地球上的生存因素。他们认为，在考虑地球以外的生命时，还必须考虑一个基于天体环境中社会系统如何存在的计划，让衣食住行外太空社会得以实现。

研究小组表示：“我们设想未来人类将在21世纪下半叶实现向月球和火星的迁移，并将从中提取元素的全球生态系统定义为核心生物群落复合体。” 他们还为项目提供有关环境保护和人类社会形成的反馈，目标之一是在人工重力生活设施中建立一个迷你核心生物群落。 

在公共交通系统方面，目标是开发Hexatrack系统，这是一个地球、月球和火星的星际交通系统，在月球和火星上的生活成为现实的未来太空社会中，团队看到每个居民群体都在进行经济活动，许多人为了商业和旅游搬家。

为了让这些人安心移动，他们以铁路系统为基本模块，用旋转构建人工重力运输系统最大程度地减少低重力对健康的影响。

京都大学SIC载人宇宙学研究中心主任兼高级综合研究研究生院主任Yosuke Yamashiki表示，虽然美国和阿拉伯联合酋长国都在积极提出向火星迁移，但日本团队想提出一个完全来自日本的原创创意。

经过过去几年的讨论，他相信他们提出的这三大支柱是其他国家发展计划中没有的核心技术，对于确保未来实现人类太空殖民化是必不可少的。

鹿岛建设株式会社高级研究员Takuya Ohno，说他非常感谢能够在这个时代与京都大学一起研究实现人工重力住宅设施，他认为这是太空生活和旅游的进步。

建筑师的传统角色要求他们吸收来自许多不同学科的知识，建筑涉及结构、声学、热力学、生理学和心理学等“硬”科学，以及社会学、哲学和美学等“软”科学。由于整体大于部分的总和，建筑有着独特的理论基础，但它可能不像工程学科的理论那样简洁或精确，这一点在人工重力方面同样适用，在不断地尝试和提出假设的前提下，相关学科理论的整合恰恰反映了建筑师“建筑环境整合者”的角色，也体现出建筑师不可替代的社会价值。

编辑：Z