21世纪，人类设立了更为宏大以太坊太空的载人深空探索目标，航天员将代表人类踏上更加壮丽以太坊太空的征程。但对于更多驻守在地球上的普通人来说，太空生活是一种奢求。随着未来航天科技的发展，一座适合普通人生活的太空城市或许可以实现他们的愿望。
另一方面，地球如今面临着很多危机，如果我们把城市搬到太空，就可以避免很多麻烦。地球上能够发现的物质多数在太空中也可以找到，而且太空中还存在大量的能源，大型的太空城市系统可以让很多人在其中永久性地、像在地球上一样生活。
虽然单个的太空城市很可能还没有地球安全，如果很多太空城市“联手”，就可以增加人类在上面生存的可持续性。
太空城市建在哪儿？
建造太空城市，首先要解决的是选址问题。近地轨道上运行的飞行器，即便大气非常稀薄也会使它慢慢减速而坠落。远离地球数万千米的同步卫星，也只有一二十年的寿命。因此如果是地球上空的太空城市，就必须建在远离地球的地方。但太远了，它又会摆脱地球的束缚，远离地球而去。科学家们计算发现，在月球的轨道上有一些特殊的点，太阳、地球、月球的引力相互平衡。物体在这些点上不会轻易离开自己的位置，具有永久性。因此，科学家们认为太空城市应该建在太空中的这些特殊的点上。
核心技术1：建立可靠的生命支持系统
为了维持人类生存所需要的大气，维持正常的氧气、二氧化碳和氮气水平，大多数太空城市都将被一层薄气压墙包围起来。氧气可以从月岩中获取，氮气虽然要从地球上运输过去，成本高昂，但是几乎可以百分百循环利用。此外，在一些彗星和系外行星上也可能找到氨水，用氨水分享氮气就方便多了。氮气也可能在外太阳系某种生命体内找到。
这些空气能够通过许多种方法加以循环利用，其中最明显的方法莫过于建造光合作用花园了。在这特殊的花园中，可能会使用水耕法或以森林公园的形式进行管理。但是，这些方法不能排除一些工业污染物的困扰，比如挥发性的油类和一些燃料气体。标准的方法应该在核潜艇上使用接触反应炉，这样可以有效地去除大多数杂质，为了提供更进一步的保护，还可以使用低温蒸馏系统，以便逐渐移除各种杂质，比如水银和一些接触反应无法燃烧掉的惰性气体。
另外，还必须准备食物生产所必须的有机原材料。首先，毫无疑问这些有机原料都得从月球、小行星或地球进口，然后进行循环利用，以逐步减少进口量。一种循环利用方法是在电弧下燃烧低温蒸馏物、植物、废物和污物，然后再进行蒸馏分离。蒸馏得到的二氧化碳和水可以直接用于农业生产，各种硝酸盐可以溶解到水中并分解成纯的矿物质。大多数的硝酸盐、钾盐和钠盐作为肥料可以有效地加以循环利用。其他矿物质如铁、镍和硅，可以分批进行化学净化处理，并能通过工业的方法进行再生。至于一些需要量低于总量0.01%的矿物原料，在零重力下用质谱分析法进行生产，就可以满足太空工业和农业的需求量。目前，这种方法只有NASA的实验室采用，在人类正式移居太空之前，这一方法还需进行进一步改进。
当然，月球水的发现，人类在将来登陆探测月球、火星以及小行星过程中一些资源的发现，将会降低太空城市对地球的依赖性。太空城市本身封闭的生态系统和积极的生态循环也可以明显降低这种依赖性。
我们已经看到，太空城市内在生命支持系统，是一个庞大而复杂的系统，打造这样的系统，无疑将是一个浩大的工程。
核心技术2：人工重力技术
长期的太空飞行已经证明会削弱骨骼和肌肉，打乱钙代谢和正常的免疫系统，大多数人会出现连续不断鼻塞或流鼻涕，一些人会患上不能治愈的运动病。鉴于此，多数太空城市都设计成可以旋转的，以模拟出地心引力。NASA用鸡和植物进行研究发现，地心引力是一种重要的生理学需求。在这种环境下，将人体快速进行旋转，会引起“倾斜”，内耳中的感应器可以感受到不同的旋转比率。离心分离机的研究表明，当旋转半径小于100米，转速高于3转/分的情况下，人们会患运动病。但是，相同的研究和统计学推论显示出，在旋转半径大于500米，转速低于1转/分的情况下，几乎所有人都能够舒适地生活。虽然有经验的人也不能抵抗运动病，但至少可以根据他们的经验调整离心分离机旋转的方向和角度。
太空城市如何建造和运作？
繁华的太空城市，需要巨多的部件、材料支撑。按照设想，要把它们的部件分别运送到太空，再在那里一件一件组装起来。问题是地球上的人们，如何以最低的成本将建造太空城市所需要的材料运往太空？绝大多数太空城市的设计，打算利用电磁缆绳推进器或者质量驱动器充当火箭的发动机。当然，迄今为止这些只是设想。
最理想的太空城市轨道仍在讨论当中，可能已成为一个商业问题。在进行轨道姿态控制中，需要太空城市上的一些东西瞄准太阳。奥尼尔最初的设计是利用两个在“殖民地”上滚动的圆柱体充当动力轮，利用进动改变它们的角度实现向日点的“聚散离合”，后来的设计则是让它们的轨道平面旋转，“窗口”将瞄向正确的对日角度，同时利用轻重量的磁镜——可利用小型电动发动机对其进行操控——紧随太阳移动步伐。
此外，太空城市处在真空之中，虽号称“城市”，却也像一个巨大的热水瓶。所以，既需要处理好来自太阳的热量，也要处理城市内部所产生的热量。还有，它需要有足够的保护层，以防止太空碎石、陨石以及尘埃等意外袭击。种种问题的存在，都像谜云一样需要揭开，像障碍一样需要破除。
太空就城市的设计方案
太空城市尽管还是“空中楼阁”，不过，很多设计方案已经被科幻小说家和工程师从各种有现实意义的角度提了出来。
伯纳尔球体——“太空岛1号”
一个球形栖息地，可容纳大约2万人。
斯坦福花床
相对较小的“太空岛1号”的替代品。
奥尼尔圆桶
奥尼尔圆桶是一种张开的伞状结构的太空城。“伞”特别大，“伞把”是两个巨大的圆筒，有6500米粗，长3200米。在大圆筒里，可以居住100多万人。两个圆筒用传动带连到一起，以1转/分的速度旋转，从而产生人造重力。“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，合上盖板里边就是黑夜，打开盖板，外边的阳光射到里边，就是白天了。圆筒里边是真正的城市，山川河流、树木花草、车站机场码头、体育场、电影院、大酒店等一应俱全。“伞架”边缘设计成农业舱室，通过温度控制，可以在不同的舱室分别制造出春、夏、秋、冬，一年四季都可生长粮食和蔬菜、瓜果。
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