超科幻但不違反定律的太空棲息地：住在挖空的小行星裡

當未來人類文明離開地球，可能不僅落地單調的月球或荒涼的火星，還有機會生活在小行星上。羅徹斯特大學團隊最近提出一項完全不違反物理定律但非常奇怪的研究：挖空小行星，利用人造重力將小行星變成旋轉的太空城市。

人類探索宇宙的動力持續增加，但寒冷、黑暗、失重的環境也為人類打造太空基地的願景增加難度，科學家至今提出不少太空殖民方法，有些貼合當今技術，有些則天馬行空。

有種宇宙殖民地構想稱為歐尼爾圓柱體（O’Neill cylinder），也稱歐尼爾殖民地（O’Neill colony），由 2 個反向旋轉的圓柱體組成，能抵消陀螺效應並產生人造重力，理論上有相當於一個城市的大小供人類永久居住。

為了減少建造歐尼爾圓柱體的運送材料成本，羅徹斯特大學團隊提出「理論性很強」的論文：挖空一顆夠堅硬的小行星，旋轉它，利用離心力產生 0.3G 重力，然後在旋轉小行星內建造城市。當然內部會很黑，但外層岩石能保護人們不受有害太空輻射傷害。

然而太陽系小行星多數不是堅硬岩石，而是各大小塊岩石靠自身引力微弱聚集而成的巨型碎石堆，若挖空這種小行星並使之旋轉，則試圖在小行星內部打造的「地面」會飄向太空消散。

幸好羅徹斯特大學團隊有解決方法，只要將小行星放進比小行星大一點、超輕超堅固的碳奈米纖維網製成之圓柱形袋子即可。

團隊決定以半徑 300 公尺的小行星（如貝努小行星）為測試對象建模，首先小行星包裹於柔韌有彈性的奈米纖維網內，接著開始旋轉小行星，碎片開始外散並沿切線方向拋向太空。

隨著小行星逐漸旋轉至人造重力所需的速度，外散的碎石會在離心力作用下緊貼最外層纖維網，此時工程師們開始以可控方式使纖維網向外膨脹至繃緊程度，最終一顆僅 300 公尺大的小行星能製造出居住面積達 56.9 平方公里的圓柱形太空棲息地，相當於曼哈頓大小。

當然，人類仍然需要發射一些建材製造生命維持系統、圍欄等，豐富這個貧瘠的岩石環，短期內不會有人建造小行星城市，但完成此類工程所需技術不會違反任何物理定律。太空城市目前看起來仍很科幻，但歷史表明，只要一個世紀時間，技術進步之快就能使不可能的事成為可能。

新論文發表在《Frontiers in Astronomy and Space》期刊。