人類可以采取兩種主要方法來生活在太空中。更為常見的描繪是殖民其他天體，例如月亮和火星。這種方法有一些主要的缺點，包括處理有毒土壤，粘塵和重力井。

另一種方法是建立我們自己的棲息地。它們可以位于太陽系中的任何位置，可以具有材料科學允許的任何大小，并具有不同的特性，例如溫度，氣候，重力甚至一天的時間。不幸的是，我們距離建造像大型棲息地之類的地方還有很長的路要走。但是，我們現(xiàn)在離這一步邁出了一步，德克薩斯A&M的團隊發(fā)布了一篇論文，該論文描述了一種構建可容納多達8000人的同心圓柱體的可擴展空間棲息地的方法。

任何居住著許多人的棲息地都必須應對太空生活的一些主要弊端。該論文的作者明確列出了五個他們的空間棲息地設計試圖解決的問題：

重力

防輻射

可持續(xù)農(nóng)業(yè)

生境生長能力

商業(yè)價值

長期缺乏重力會給人體造成嚴重破壞，從視力障礙到骨質(zhì)疏松等各種原因。這些問題大多數(shù)都可以通過一個簡單的解決方案來解決：人工重力。

我們尚無技術可允許Picard船長像站在辦公樓中一樣站在企業(yè)的橋梁上。但是，我們確實有一些近似于人工重力的東西：通過旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力。這是為宇航員提供等同于重力的簡單解決方案。該解決方案尚未經(jīng)過測試，但是大多數(shù)專家都同意，該解決方案應緩解與重力不足相關的大多數(shù)健康問題。

制作人造重力系統(tǒng)時，有兩個主要的設計注意事項，這些設計可以消除這些健康問題。第一個涉及引起人工重力的棲息地的大小。如果旋轉(zhuǎn)半徑太小，則人的頭和腳之間的可感知重力可能會有很大差異。眾所周知，這會導致暈車，并使在其乘員中引起這種效應的任何棲息地都無法使用。

第二個考慮集中在轉(zhuǎn)速上。作者引用了一篇論文，指出任何大于4 RPM的轉(zhuǎn)速也會引起暈動病。使用旋轉(zhuǎn)速度的上限和旋轉(zhuǎn)半徑的下限得出的半徑為56米，大約與比薩斜塔一樣高。一個人可能會在這樣的棲息地上生活，而不會引起嘉年華運動引起的暈車病，也不會持續(xù)漂浮在零重力環(huán)境中而對健康造成負面影響。

零重力并不是作者必須設計的唯一危害。長期暴露于輻射對人體特別有害，在任何長時間停留的空間內(nèi)，癌癥和細胞受損的風險都會大大增加。

對于這種危害，作者的解決方案很簡單，就是用五米重的白云石和水包圍整個棲息地。在他們的模型中，水被夾在硬水石之間。保護層將位于他們所謂的“屏蔽層”中。它將位于圓柱狀棲息地的外部，并被太陽能電池板覆蓋以為該棲息地供電。防護罩的組成主要是根據(jù)易于獲取的材料進行選擇的- 重力井相對較低的地方(例如，小行星和月球)可以大量獲得雷哥石和水。眾所周知，這種組合可以阻止宇宙射線和太陽輻射。

除了阻止任何潛在的輻射外，防護罩還通過非常緩慢地旋轉(zhuǎn)來輔助生命維持系統(tǒng)，以消散棲息地結構上存在的一些熱梯度。作者計算出護罩的旋轉(zhuǎn)速度為.2 rpm，并在棲息地的側面安裝了一個寬大的“散熱器”，以使棲息地內(nèi)部溫度達到大約300K(27C / 80F)。

該內(nèi)部溫度將被棲息地的擬議非人類居住者-植物很好地接受。棲息地的農(nóng)場將以圓錐形放置在圓柱體的兩端，并在頂部放置透明的玻璃天花板。它們還可以通過略帶歪斜的巨型鏡子維修，將陽光均勻地反射到農(nóng)業(yè)表面。

作者計算出，該站的每個占用者將需要大約300 m 2的農(nóng)田來支持他們。隨著擴大的棲息地延伸到224米的半徑(52個單獨的4米高的樓層，最里面有20米的圓柱體)，將有足夠的農(nóng)業(yè)和生活空間來容納8000人。

但是棲息地最初無法支持所有這些人。半徑為20米的最里面的圓柱體可以用作其他圓柱體層構建的“種子”模塊。而且該構建過程將使用久經(jīng)考驗的機械工程技術-張力。

Tensegrity是由Buckminster Fuller創(chuàng)造的Portmanteau，用于描述交織的桿和弦的系統(tǒng)，其中桿被壓縮并且弦被拉緊。它使設計師可以建造一些真正令人難以置信的結構，更不用說一些YouTubers建造的壯觀家具了。

在空間棲息地方面，它使設計人員可以制定一個六步擴展計劃，該計劃可以無限重復，而無需在棲息地擴展時關閉生命支持系統(tǒng)。每次擴展都允許在建筑群中增加一個額外的缸，并增加大量的額外生活空間，而不會影響已安裝缸中人員的生活。這種可擴展性將使使用該系統(tǒng)的任何結構都比必須保持單一形狀的棲息地更加經(jīng)濟。經(jīng)濟因素是任何未來設計計劃中極為重要的組成部分，因為它將成為更廣泛地擴展空間基礎設施的主要驅(qū)動因素。

獲得經(jīng)濟價值的另一種方法是利用這種圓柱形生境的有趣特征之一。圓柱體的中心可以充當“零重力車間”，使乘員可以在重力井中進行可能困難或無法完成的工作，例如加工原材料或開發(fā)新型藥品。

中心圓柱體還可能在棲息地的另一種經(jīng)濟驅(qū)動因素-旅游業(yè)中發(fā)揮重要作用。設計師規(guī)劃了一個中央開放空間，該空間幾乎完全用于公園。這部分是為了使棲息地的長期居住者在情感和心理上都感到幸福，但也可能會成為主要的旅游勝地。這將特別有用，因為旅游業(yè)很可能會成為早期太空棲息地的主要推動經(jīng)濟力量之一。

旅游業(yè)確實還有很長的路要走，盡管發(fā)射成本持續(xù)下降，但直到我們擁有用于開采小行星或月球的基礎設施時，才不可能建造任何主要的太空棲息地。同時，我們可以繼續(xù)研究可能最終能夠執(zhí)行的新穎想法。如果我們不必花那么多錢就可以很好地擺脫自己的引力。