探索太阳系时会把水星作为前哨基地吗

未来会有很多太空梦想家在关注水星，因为这颗资源丰富的行星离太阳很近，而且它拥有大量的能源。现在让我们想象一下，水星将如何成为我们探索太阳系及其他星系的跳板。

阶段 1确定基地

水星，太阳系中距离我们最近的行星，对我们来说曾经是个谜。多年来，由于水星离太阳太近，天文学家一直无法观测到它。但太空时代的到来改变了这一切。美国航天局的信使号于2004年发射，信使号是第二个探测水星的探测器。2011年至2015年，“信使”号对水星进行了轨道探测，并发回了地球数据，使我们第一次对水星有了准确的认识。

特异行星

水星每88个地球日绕太阳一圈，每59个地球日自转一圈。直到20世纪60年代，科学家们才知道这些基本事实。如果你站在水星表面的任何地方，你不会看到太阳每59个地球日升起一次，因为水星年（88天）太过短暂。由于水星离太阳太近，潮汐力锁定了水星的自转周期：三个水星日等于两个水星年。结果是：无论你站在水星表面的什么地方，你只能每176个地球日才能看到一次日出。

如果你真的能站在水星上，粗略地看一看，水星可能看起来像月球：一个小的、没有空气的世界，布满岩石的表面被巨大的古代陨石坑扭曲。但在水星表面的不同位置，地貌细节因成分不同而不同。水星表面的一些线性悬崖状的特征就像风干后苹果表面的皱纹。一些科学家推测，这种水银景观的形成类似于苹果的空气干燥过程：当水银冷却时，水银会收缩1公里，从而产生皱纹。

水星引力可能会让你大吃一惊。虽然水星只比月球大一点点，但水星的引力是月球引力的两倍。和地球一样，水星曾经是一个有着铁和岩石地幔的物质世界。与另一个年轻天体的剧烈碰撞可能剥离了水星的大部分地幔，使水星拥有一个超级铁芯和更高的行星密度。

如果你能站在水星上，你在水星上看到的太阳将是地球上太阳的两倍大。水星没有大气来保护你，或者在晚上为你保温。中午，水星的表面热到足以融化铅。午夜时分，水星的表面温度突然下降到零下173度℃. 毫不奇怪，信使的设计考虑到了这些极端挑战，“信使”号被阳光照射的前方温度可以达到300度℃, 而未暴露在阳光下一侧的绝大多数部件温度都接近室温。

你可能认为人类不可能在水星居住。但事实并非如此。水星的自转轴几乎没有倾斜，因此水星没有季节划分。这意味着在水星两极，可能会有太阳永远无法照耀的陨石坑“信使号在水星上发现了一个奇迹——水冰，水冰是由彗星撞击水星并冻结在陨石坑的永久阴影中的。这些冰可能为未来的水星定居者提供生命支持。但是，除了科学探索和一些极端的旅游目的之外，我们还有没有别的理由去水星呢？

阶段 2 建设太空港

这可能看起来很奇怪，但水星有可能是一个采矿好去处。如果我们想离开地球生存，一个日益大规模的行星际文明无疑需要资源（原材料和能源）。水星有充足的能量-强烈的阳光。

在水星上1平方米面积的太阳能电池所捕捉的能量，在地球上需要6平方米的太阳能电池才能捕获。

谷神星（Ceres）经常被吹捧为收集资源的候选行星，但在谷神星上，太阳能电池需要达到60平方米才能达到同等水平。

资源丰富

说到资源，我们非常关注采矿对地球的影响——环境成本。此外，将从地球收集的资源发射到太空的费用也非常昂贵。因此，最好在太空中使用局部材质。这一愿景可能离我们越来越近。由美国国家空间学会发起的“空间发展联盟”已经成立。他们正在向国际组织申请立法和制定发展目标，以便开发空间资源。

但是，去哪里采矿呢？一眼看上去最明显的选择是月球。虽然月球缺少像水这样的挥发性物质，但它的表面充满了有用的东西，如氧、钙、镁、钾，甚至钛、铝等金属。水星地幔的成分非常相似。因此，在月球上开发的采矿技术可以很容易地转移到水星上。此外，水星接收到的大量太阳能可以用来推动采矿项目，也可以用质量加速器向太阳系各个部分发射资源包。质量加速器是由美国著名科幻作家阿瑟·克拉克首先提出的一种电磁弹射器。用它来开发遥远的水星要比用它在地球表面刻伤疤容易得多。水星巨大的核心主要是铁，但它也富含其他金属。在水星上的一些地方，地表以下600公里是核心。月核心较小，可能在月球表面以下1400公里。

当然，还有更多富有想象力的想法。水星的阳光可以作为一种自由的推进机制。想象一下一个坚固、轻便的太阳帆，它或许可由开采于水星的铝制作。

当阳光照射到太阳帆的反射面上时，会产生一种光压——光子从太阳帆表面反弹，推动太阳帆前进。效果很小，但它是有用的、连续的和免费的。在地球等远离太阳的地方，直径800米的太阳帆接收到约5牛顿的光压，相当于美国宇航局“黎明”号飞船上使用的低离子驱动发动机的推力。离太阳越近，推力就越大。在水星附近，实现这种推力所需的太阳帆直径不到400米。如果想驾驶太阳帆到海王星，太阳系中最遥远的行星，最好先去水星，获得更多的加速度，接着再向外飞。

总有一天，水星可能会成为太阳系中最大的船坞和重要的太空港。让我们展望未来，我们的梦想将更加大胆。

阶段 3 把水星改造成地球

我们能把水星变成第二个地球吗？把不适宜居住的世界变成像地球一样适合居住的世界，叫做地球化。一般来说，地球转变的目标被认为是火星。但是水星确实有一些天然的优势，甚至比火星还要好。

大胆设想

物理学家、科幻作家罗伯特·霍华德在1984年的科幻小说《蜻蜓飞翔》中，提出了在水星上建造并发射太阳帆飞船的设想：“一个非常巨大的机器，依靠非常巨大的光束，把机组甩向太阳系以外。霍华德设想的推进系统的核心是1000个激光站，每个直径30公里，环绕水星运行。它们一起捕获太阳能并将其转化为激光束。综合能量相当于地球接收到的太阳总能量的1%，带动直径1000公里的太阳帆快速前进。

然而，水星在未来可能会有更大的奇迹。我们能把水星变成第二个地球吗？把不适宜居住的世界变成像地球一样适合居住的世界，叫做地球化。

一般来说，地球转变的目标被认为是火星。火星的轨道与地球相当。火星日的长度与地球日相似。火星也有一些生命的必要条件，比如水和碳。但是水星确实有一些天然的优势，甚至比火星还要好。水星相对较强的引力至少能固定部分引入的大气。水星也有一个相对较强的磁场。它没有地球磁场强，但比火星或金星强。水星的磁场可能是其巨大铁心的产物。就像地球上的情况一样，这样的磁场可能有助于从水星表面转移有害的太阳辐射。

另一方面，将水银的液态铅和真空表面转化为地球环境是一个巨大的挑战。为了模拟阳光普照的地球表面，水星入射的阳光必须减少约84%。也许你可以用一个巨大的偏振器来实现，但是镜子必须和水星一样宽。汞缺乏水分和其他挥发物。即使水星极地有水冰沉积，其数量也可以忽略不计。让一颗直径300公里的土卫六（土星卫星）的解体可能会满足这些需求。但即便如此，地球上的生命仍将受到水星日夜循环的影响。不过，上述问题也可以通过使用环绕水星轨道的空间屏蔽或空间镜来解决。

一个更持久但更复杂的解决方案是加速水星的自转。同样大胆的做法是，将水星拖离太阳更远，就可以解决光线过多的问题。这些想法在科幻小说中被探讨过。例如，发射大质量物体（如月球碎片）穿过行星，利用天体引力场旋转或拖动行星。未来的文化，比我们现在先进得多，可能会想出更好的主意。

水星离太阳更近，看起来像月亮，它似乎令人失望地成为地球化的目标。然而，汞是如此丰富的潜在矿物质和能源。有朝一日，水星将在行星际发展乃至行星际文明的建立中发挥如此重要的作用，这样一个难以想象的项目将被比我们更丰富、更强大的未来文明所考虑和实施。