認識我們所在的─地球Earth─(下)

﹝太陽系﹞

太陽系是以太陽為中心，和所有受到太陽的重力約束天體的集合體：8顆行星、至少165顆已知的衛星、5顆已經辨認出來的矮行星和數以億計的太陽系小天體。這些小天體包括小行星、柯伊伯帶的天體、彗星和星際塵埃。

廣義上，太陽系的領域包括太陽，4顆類地的內行星，由許多小岩石組成的小行星帶，4顆充滿氣體的巨大外行星，充滿冰凍小岩石，被稱為柯伊伯帶的第二個小天體區。在柯伊伯帶之外還有黃道離散盤面和太陽圈，和依然屬於假設的奧爾特雲。

依照至太陽的距離，太陽系內的行星依序是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。8顆行星中的6顆有天然的衛星環繞，在太陽系外側的行星還被由塵埃和許多小顆粒構成的行星環環繞著。

除地球外，在地球上肉眼可見的行星以五行為名，其餘則與西方一樣，全都以希臘和羅馬神話故事中的神仙為名。五顆矮行星是冥王星，柯伊伯帶內已知最大的天體之一鳥神星與妊神星，小行星帶內最大的天體穀神星，和屬於黃道離散天體的鬩神星。

自從進入太空時代，許多的探測都是各國的太空機構所組織和執行的無人太空船探測任務。

太陽系內所有的行星都已經被由地球發射的太空船探訪，進行了不同程度的各種研究。雖然都是無人的任務，人類還是能觀看到所有行星表面近距離的照片，在有登陸艇的情況下，還進行了對土壤和大氣的一些實驗。

第一個進入太空的人造天體是前蘇聯在1957年發射的史潑尼克一號，成功的環繞地球一年之久。美國在1959年發射的探險家6號，是第一個從太空中送回影像的人造衛星。

第一個成功的飛越過太陽系內其他天體的是月球1號，在1959年飛越了月球。最初是打算撞擊月球的，但卻錯過了目標成為第一個環繞太陽的人造物體。

水手2號是第一個環繞其他行星的人造物體，在1962年繞行金星。第一顆成功環繞火星的是1964年的水手4號。直到1974年才有水手10號前往水星。

探測外行星的第一艘太空船是先驅者10號，在1973年飛越木星。在1979年，先驅者11號成為第一艘拜訪土星的太空船。

旅行者計畫在1977年先後發射了兩艘太空船進行外行星的大巡航，在1979年探訪了木星，1980和1981年先後訪視了土星。旅行者2號繼續在1986年接近天王星和在1989年接近海王星。

旅行者太空船已經遠離海王星軌道外，在發現和研究終端震波、日鞘和日球層頂的路徑上繼續前進。依據NASA的資料，兩艘旅行者太空船已經在距離太陽大約93天文單位處接觸到終端震波。

還沒有太空船曾經造訪過柯伊伯帶天體。而在2006年1月19日發射的新視野號將成為第一艘探測這個區域的人造太空船。這艘無人太空船預計在2015年飛越冥王星。如果這被證明是可行的，任務將會擴大以繼續觀察一些柯伊伯帶的其他天體。

在1966年，月球成為除了地球之外第一個有人造衛星繞行的太陽系天體（月球10號），然後是火星在1971年（水手9號），金星在1975年（金星9號），木星在1995年（伽利略號，也在1991年首先飛掠過小Gaspra），愛神星在2000年（會合-舒梅克號），和土星在2004年（凱西尼號－惠更斯號）。

信使號太空船在2011年3月18日開始第一次繞行水星的軌道；同一時間，黎明號太空船將設定軌道在2011年環繞灶神星，並在2015年探索穀神星。

第一個在太陽系其他天體登陸的計畫是前蘇聯在1959年登陸月球的月球2號。從此以後，抵達越來越遙遠的行星，在1966年計畫登陸或撞擊金星（金星3號），1971年到火星（火星3號），但直到1976年才有維京1號成功登陸火星，2001年登陸愛神星（會合-舒梅克號），和2005年登陸土星的衛星泰坦（惠更斯）。

伽利略太空船也在1995年拋下一個探測器進入木星的大氣層；由於木星沒有固體的表面，這個探測器在下降的過程中被逐漸增高的溫度和壓力摧毀掉。載人的探測目前仍被限制在鄰近地球的環境內。

第一個進入太空（以超過100公里的高度來定義）的人是前蘇聯的太空人尤裏·加加林，於1961年4月12日搭乘東方一號升空。

第一個在地球之外的天體上漫步的是美國宇航員尼爾·阿姆斯壯，它是在1969年7月21日的阿波羅11號任務中，於月球上完成的。

美國的太空梭是能夠重複使用的太空船，前蘇聯也曾經開發太空梭並已完成一次的無人太空梭升空任務，蘇聯瓦解後，俄羅斯無力繼續維護任其荒廢。

第一個空間站是前蘇聯的禮炮1號。在2004年，太空船1號成為在私人的基金資助下第一個進入次軌道的太空船。同年，美國總統喬治·布希宣佈太空探測的遠景規劃：替換老舊的太空梭、重返月球、甚至載人前往火星，但這計畫在幾年後遭到終止。

對太陽系的長期研究，分化出了這樣幾門學科：

1>太陽系化學：空間化學的一個重要分科，研究太陽系諸天體的化學組成（包括物質來源、元素與同位素豐度）和物理－化學性質以及年代學和化學演化問題。太陽系化學與太陽系起源有密切關係。

2>太陽系物理學：研究太陽系的行星、衛星、小行星、彗星、流星以及行星際物質的物理特性、化學組成和宇宙環境的學科。

3>太陽系內的引力定律：太陽系內各天體之間引力相互作用所遵循的規律。

4>太陽系穩定性問題：天體演化學和天體力學的基本問題之一。

行星系

雖然學者同意另外還有其他和太陽系相似的天體系統，但直到1992年才發現別的行星系。至今已發現幾百個行星系，但是詳細材料還是很少。

這些行星系的發現是依靠多普勒效應，通過觀測恒星光譜的週期性變化，分析恒星運動速度的變化情況，並據此推斷是否有行星存在，並且可以計算行星的品質和軌道。應用這項技術只能發現木星級的大行星，像地球大小的行星就找不到了。

此外，關於類似太陽系的天體系統的研究的另一個目的是探索其他星球上是否也存在著生命。

太陽系內眾多包含固態表面，而其直徑超過1公里的天體，它們的總表面積達17億平方公里。

某些占星術士和神秘主義者認為太陽其實是一個雙星系統的主星，在遙遠的地方存在著一個伴星，名為“涅米西斯”（Nemesis，有譯作復仇女神）。該假設是用作解釋地球出現生物大滅絕的一些規則性，認為其伴星會攝動系內奧爾特雲中的小行星和彗星，使其改變軌道沖進太陽系，增加撞擊地球的機會並出現定期生物滅絕。

太空移民或太空殖民，宇宙殖民，宇宙移民指得是在地球之外建立可以自給的地外移民區。

太空移民是科幻小說中經常提到的主題，也是很多太空計畫的長期目標之一。

太空移民大多應該使用本地材料。

太陽能可能作為主要能源，在太空中沒有夜晚，日照充分。

宇宙殖民地─任意在空蕩蕩的太空中找尋適合軌道上，建造巨大的太空居民點，比較找一個適合的行星地球化容易，所以一般認為地球圈軌道上是移民太空第一站。更長遠來說可以在太陽系內外的不同軌道上建立或搬動宇宙都市，甚至人造行星。

行星─是最受歡迎的方案，因為環境實際和地球無異，可以把地球歷史上的開拓過程重演，即使是最“惡劣”的環境不過與地球沙漠相當。但條件是需要較大的星體上，並且有似地球的空氣，如果沒有先天的條件，便需要把行星地球化。以行星為移民對像的科幻作品，多為太空歌劇，較近未來可能移民的行星如火星。

較小的天體─可建在一些衛星 (天體)或小行星上如月球，使用封閉式的居住區，如果天體重力極小的話，可以建立內部有人造重力的太空居民點。

其他：在一些不像太空惡劣到沒有空氣和重力，但又比現實中地球最困難的定居地差的場合，例如:

在沒有陸地的行星上，建立人工島和海底城市。

在氣壓過高的行星上，建立空架的雲中城市。

在空氣性質和氣壓可以接受，氣溫不適合人的環境，仿效現代極地的基地，建立空氣可以交流的但不露天的居住區。

在試圖建立一個模擬一個自給自足的殖民地中最有名的是生物圈二號，它試圖複製地球的生物圈。另一個封閉生態系統BIOS-3是在西伯利亞的克拉斯諾亞爾斯克，在1972年完成。

﹝宇宙殖民地﹞

宇宙殖民地（Space colony、Space settlement、Space city、Space habitat；又稱“太空殖民地”、“宇宙殖民島”、“宇宙島”、“空間城”、“宇宙都市”、“太空城市”、“太空居民點”等）是十九世紀科學界提出的在宇宙空間中建立一個仿似地球，且適合人類居住的空間，成為太空移民的熱門方案。

現在的模式一般是在1969年美國普林斯頓大學教授Gerard K.O'Nel所提出方案定型，計畫因種種原因未具體實現，但在許多科幻作品如機動戰士高達、超時空要塞、星界的紋章、拉瑞·尼文的已知空間（如環形世界）系列、極樂世界 (電影)等中已被引用。

構想中早期的宇宙殖民地被設置於地球與月球軌道之間，萬有引力互相平衡的區域，即法國天文學家拉格朗日所計算的拉格朗日點。在殖民地內部重現地球的自然環境，並借由自轉的離心力來模擬重力的作用。

構想中的宇宙殖民地中可以模擬地球中的大氣，先進的類型有平原、高山、河川、河流、海洋等，造成自然的水迴圈，而且會種植植物，以吸收二氧化碳及提供氧氣，還會飼養各種的動物，造成食物鏈，為人類提供食物和水等必需品。所有的東西都能自我迴圈，使人們能在模擬地球環境下生活。

宇宙殖民地主要的能源來自太陽能，由於太空環境中不受地球大氣影響，可直接吸收太陽能，因此利用太陽能已能提供足夠的能源。如果在遠離太陽的軌道上，可以改用核能或反物質。

宇宙殖民地的構想起源自十九世紀科學界，在人類實現了宗教和神話中種種不可思議的事物後，開始對聖經中的挪亞方舟或神學寓言中天空之城，冀望在字面上實踐，也有希望作為逃避未來發生的世界性大災難和戰爭的場所，提出了人以活著的肉體逃離塵世的念頭。

但實際上只有極少數人有興趣實踐，因為世俗主義的盛行和對大自然的熱愛，而厭惡把人類為了靈性擠身於較小的人造場所過著紀律的生活，而希望在地球上解決問題，或至少在其他行星上開拓。

到冷戰時期，當時曾經被視為解決地球人口爆炸以及自然資源枯竭等問題的解法之一，但隨著冷戰結束，各國對航太開發的投資減少，以及先進國家出生率降低等變化，直到目前為止仍未具體實現。

雖然太空居民點並未實現，但有很多方案其實已經很成熟，理論上當代可以建造，主要是財力和配套的前哨性設施並未完成，但另一些完全是科幻的產物。

當代科技的設計：在宇宙殖民地 (高達世)中的多是這類，最大的是“島三型”即桶型的居民點，是名副其實的“宇宙大都會”，主要在U.C.出現。

其他還有較小的可稱為“太空鄉鎮”環型的“島二型”，如2001太空漫遊的太空基地，也成了舊版微軟Windows的默認桌布的太空背景。更小有的球形“島一型”，可算是現代太空站的延長。

科幻故事的設計：宇宙都市船或宇宙方舟：本身兼具星艦機能，適合於長途航行的宇宙殖民地，首創于法國作家貝爾納（Bernal）的小說《人、魔鬼和世界》中太空船。近作有日本卡通Macross 7中的同名飛船，同國小說和星界的紋章的亞維皇都阿布利雷號，英國作家亞瑟·查理斯·克拉克的與拉瑪相會系列中的外星人飛船都市拉瑪。

人造行星：極大的宇宙殖民地，可以完全模擬地球環境，以這個為主題的有田中芳樹的《灼熱龍騎兵》的各個新行星。

宇宙要塞：有很堅固防衛的軍事性宇宙殖民地，一般以星際大戰的死星、田中芳樹的《銀河英雄傳說》中的伊謝爾倫要塞為代表。

戴森球和環形世界：這是比以上的其他方案更神奇的設計，美國科學家戴森構想一群包圍太陽的居民點，把吸收到的陽光都可以利用，人們以其命名為“戴森球”，後來同國的科幻小說環形世界中，外星人把其連合成一個環狀結構包圍其恒星，有比恒星體積還大人工的小宇宙規模的居住空間。還有個別科學家提出極先進的外星人，可以把星系核心的巨型黑洞包圍來建造“超級戴森球”，吸取其驚人的放射線為能源，可算是終極的太空居民點。

作為太空移民的方案，常和另一方案即把行星地球化比較，在短期內也有和開發海洋和極地等比較。

優點

作為太空移民的方案，一般認為太空殖民地有很多優點。比把行星地球化容易，也沒有其倫理和政治問題。

可以有較多軌道和位置選擇，也可以隨建造者的需要而設計外觀和內部，如果採用核能或反物質做能源甚至可以不需要陽光，可以作為星艦（恒星際太空船）或建立在太陽系週邊軌道。不受制于天然星體的大小和重力，即使很小也可以做成和地球相似的重力和氣壓。

相對於一般像地球的行星，本身對外的天然重力較低，可以很易離開也沒有大氣阻隔而很易進入。因為是空心的意味可以用少數的小行星材料，就足夠建造超過現代地球表面積的居住區。不需要像開發海洋和極地會破壞地球生態。

缺點

宇宙殖民地計畫中也有不少的缺點：效益不大，只勝於直接把其他行星地球化，但未必勝過開發地球海洋或極地。現實中解決居住地不足，只需要填海建立人工島就夠短期需要了。

科技水準要求高，現時沒有大推力運載火箭去運輸這設施的元件，而且即使每日運輸一件元件也最小要多年的時間和粍費成億上兆美元。所以需要先行在月球和小行星上建立前哨基地，又要在地球軌道上建立製造元件的太空工廠和轉運港，甚至需要天梯和發射環之類非火箭航太發射設施，這些建設本身也像太空城市一般是長期有人。意味要受嚴格訓練和資歷的宇航員為富裕的未來太空移民充當普通勞工，做危險和艱苦的工作，況且現太空站仍然未能適合長期工作。

而且就算一個宇宙殖民地可容納2000萬人口，對於世界人口每年以一億的速度成長的現狀，就要每年增加5個殖民地。其建設所需的礦物等資源只可能從月球以及近地小行星開採，建設與移民所需的經費等問題以目前的技術水準來觀察，也不足以支持宇宙殖民地成為有效率的人口問題解決方案，最多只能作為未來富裕人士興建的理想化新居，或作為太空探索科研和太空產業的基地。

主要傾向於推廣太空城市的概念，多是出於就習慣於較小空間的社會的科幻作家，如日本和英法等，且居民出入都需要經過氣閘引起交通管制上的不便。對於喜歡寬敞空間感的人，更易接受把行星地球化的方案，而興建有匹敵行星寬敞空間的人造行星（極大的太空居民點），所需要的技術和財力資源等，相信比把行星地球化還高。

小型的簡單居民點的空氣迴圈和防漏氣的能力都成疑問，可能需要經常分解小天體的礦石或冰來補充。也意味其很易因為被隕石或太空垃圾所撞毀，而一日人類的暴力行為未結束的話，便使人擔心任何可以到達太空的人輕易地毀滅簡易的居民點。