前言
離開地球的方法
總有一天，人們會活在泰坦（Titan），土星最大的衛星上。他們將燃燒星球表面上無盡的化石燃料取得能量，氧氣則從構成泰坦大部份質量的水冰中取得。比地球略厚的氮大氣層，會保護人們不受太空放射線危害，並讓他們能在不需加壓的建築物中生活，也不用穿太空裝，只需非常保暖且有呼吸設備的衣物就能外出行動。他們將在液態甲烷湖上泛舟，並靠著背上的雙翼，在冷而濃密的大氣裡像鳥一樣飛行。
上述情況所以會實現，是因為到了某個時刻，這些都將變得合情合理。今日，寒冷陰暗的泰坦天空不適人居，且遙遠到難以抵達。我們尚未擁有將人類送往泰坦的科技。但這科技將在地球未來日漸惡化時同步現身。過往，當家園變得難以居住，就會迫使人們湧向危險陌生的新天地。如果人類在地球上的行徑不改弦易轍，未來某一天，出於相同動機，泰坦這個遠離戰爭和氣候劇變的新世界，就可能會吸引殖民者前來。
太空殖民所需的科技已經在眼前現身，但最大的障礙屬於體制部分。我們有一個漠不關心的政治當權派。我們的太空機構NASA，其內部文化傾向遏止異議，且在載人太空飛行上缺乏一貫目標。我們的新聞媒體錯解了太空探索的真實挑戰，卻把這誤會賣給大眾。前往另一個行星其實會很困難，且如果缺乏突破技術，將會危險到無法接受。
但太空殖民所需的要素正在集結。打造太空載具的經驗已流傳至眾多國家與私人企業。一種透過網路叢生、知道如何快速產生新事物的革新文化，開始將其注意力轉往太空。人們早就不停思索著抵達外星所需的各種概念。
等到那一刻來臨，那也不會是人類首次展開看似不可行、昂貴、技術上又充滿挑戰的旅程。人類過去就反覆在遠到回不來的地方打造新社會。未來當我們又重覆這過程時，應該也會有和過去類似的理由。
身為作者，我們調查了科學、科技以及文化、環境，好構成這套關於太空殖民的劇本。我們思考了面對人類的基本議題：我們對科技的反響，我們探索、拓展、消耗資源的意念；還有，我們如何對待彼此、如何對待現有的這顆行星。太空殖民的最關鍵要素，就是人這種動物：我們細胞面對宇宙放射的反應、我們穿越虛空多年所需的心理能力，還有我們在未有生物居住（至少沒有已知類型生物居住）的新世界的環境適應度。我們是什麼？我們可以走多遠？
我們訪問過的科學家常會問我們，是要寫科幻還是新聞報導。我們從未打算寫一部想像作品，但懷疑者永遠不會預測到已經發生的事。我們訪問了一間火箭工廠，那裡的私人太空工業工作者，正在縫製一件《星艦迷航記》（Star Trek）的寇克艦長（Captain James T. Kirk）會很榮幸穿上的太空裝。我們劇本的立基點，不是對酷炫發明和動人願景的熱愛；它仰賴的，是在我們的認知中，人類朝愚蠢決策、自私驅力和政治亂象邁進的一種趨勢。認清這些可預測的真相，能讓我們更輕易知道科技能怎麼開展，過程也會比較有趣。
我們思考並爭論這些未來要怎麼成真的過程中，充滿了極大樂趣。當亞曼達在洛杉磯的辦公室或波德市（Boulder）的廚房裡，而查爾斯在安克拉治（Anchorage）的自家辦公室面對被雪埋住的小船，或在阿拉斯加州原野時，透過Skype聯繫，作品逐漸在我們眾多歡笑時光裡成形。
亞曼達每天都埋首於太空科技相關工作。她曾練習成為一位太空人，並著手於能夠捕捉太陽系另一頭行星景色的設備。她也曾引領大科學（譯注：big science，泛指高投資、綜合多學科的大型科學研究項目）的行政官僚工作，就和任何現代組織一樣，就像一個充斥著會議、行程和無數個人意識的小宇宙。她經手許多新想法的無數細節，在她的協助下，許多太空探索的奇蹟得以成真。
多年來，查爾斯夏天都在阿拉斯加州的海灘上過著與世孤立的生活；到了冬天，他幾乎每天都在跨國滑雪的路途上。為了寫作理解行星命運的相關著作，他會與愛斯基摩（譯注：今稱因紐特）捕鯨人踏上北極浮冰，或者前往英國劍橋──一座住滿高智商鳥類的巨大鳥舍。
我們是互補的兩面。亞曼達提供科學與奧妙，但也帶來警訊，說明科技如何不穩定地一路開展。查爾斯帶來一種充分研究過地球人悲劇後抱持的懷疑主義，以及一種深愛全人類天性而具備的樂觀主義。亞曼達想必很渴望收下離開地球的單程票，好滿足她的冒險驅動力以及對未來的展望。查爾斯則是在紅眼航班上都坐不住，也無法想像自己揮別這行星的雪地、海洋和清新空氣。
我們永遠不會有錢到能把每個人送往其他天體，但不難想像有一天政府或頂級富豪開始把太空船當成救生艇──或者方舟。人們早就這樣想了。2008年，斯瓦爾巴全球種子庫（Svalbard Global Seed Vault）啟用，這座深藏於挪威與北極間某島嶼冰凍山嶽內的種子庫，為了防範災難或末日而保存了數百萬種農作物種子。一座遠離行星的殖民地，同樣能保存一份人類基因組免於地球災害。
但和種子不同的是，人類不可能放在保險庫裡還維持原樣。地球外殖民地一開始可能是保存人類品種的地球附屬品，但它可能會發展成獨特世界，有著獨立的文化、政府和未來。對那些出生於橘色天空下的孩子來說，一個世代過去，地球就已算是異邦。對他們來說，帶點家園鄉愁的是循環空氣，而不是清爽微風。
我們把天空想像成一片橘色，是因為我們這套未來劇本將以泰坦為目標。為什麼是泰坦？我們檢視了殖民者可以去的每個地方，好找出一顆星球，既能持續滿足人類的安全與營養需求，也不需要來自地球的直接支援。編構這套劇本的過程，使我們一路來到這顆位於外太陽系、濕潤而飽含能源的天體。
我們並非要準確預測殖民地必將蓋在那裡；我們確實不知道這會不會發生。劇本是一種將「對未來的研究調查」加以組織的方法，而不是一種預測。利用我們所提供的紮實資訊，這種強大的演練，產生了一套任何人都可在腦中進行的思考實驗。當你跟我們走過這趟踏進可能未來的旅程後，你會找到思考實驗所需的所有事實，來看看你的推理論證是否也會以泰坦作為解答。
本書的結構，反映了這種硬科學與趣味預測的交互作用。交替的小節涵蓋了現實以及未來劇本。標示「當前」的小節報導了已經存在的技術和想法，並述說那些使太空離我們更近的真人故事。標示「未來」的小節，想像了一套劇本，回應了我們認為可能實現的力量和機會，以及一些異想天開的預測。本書讓這兩種模式交纏，以創造一種「已知事實」和「該知識能如何邁進」的整合面貌。讀者可以從中自由產生個人結論。
打造一個自給自足的太空殖民地，恐怕尚缺數十年時間與不少科技階段。但許多太空科學家與工程師正思考這目標，因為這目標顯現了一開始引領他們進入這領域的那種冒險。也是因為，這目標對今日科技、研究和太空產業提出了美妙問題。確實，使人類前往新行星的目標，就是美國載人太空計畫的最強大正當理由。
我們會先從太空科學的現況開始，接著質問要如何抵達其它天體並建造殖民地，以及我們會去哪裡，還有為何應該有可能成功。為了獲得可信度，劇本必須以基於當今現實的答案，來回應這三個問題──如何、何處和為何。這就是為什麼本書使用交替的小節：在三個問題上，都讓「當前」可以預告「未來」。
「如何」的這個問題，要處理逐漸常態化的「進階推動力」與「常規太空船之設計」兩方面的科技。隨著太空飛行這門生意逐漸融入我們日常生活中，經濟條件就掌控了關鍵。商用太空飛行產業正在轉變我們對可能性的想法。有了矽谷的資金以及革新的信心，大量的太空產品遲早會進入市場。這門產業就有點像史蒂夫˙賈伯斯（Steve Jobs）和比爾˙蓋茲（Bill Gates）離開自家車庫工作室時，電腦產業在進行的事：準備好從昂貴的、集中的政府計畫向外高速散播，使太空旅行達到安全、可重複及可負擔。當那成真時，把物質送入無重力空間的成本會大幅下跌，讓每一場前往太空的奮鬥都變得更有可能實踐。
「何處」的問題，針對行星科學以及太空健康、心理學、生殖方面的問題，還有對能源、放射能防護以及適應低重力生活等密切需求，都提出許多洞見。無疑地，殖民者需要一個能活下來並自給自足的地方。
這個「何處」的問題有兩個步驟：先問人類社會需要什麼才能生存，然後在太陽系裡找到符合這些需求的最佳地點。泰坦星上由碳氫化合物構成的山丘和湖泊，可以提供無盡燃料。水及其中的氫氧成分，占了泰坦的一半質量。有了水和能源，我們就可以製造食物、處理原料，並讓城市獲得能源。
那麼就剩下「為何」的問題，詢問永久離開地球的合理理由。
這並不是那種路易斯與克拉克（譯注：Lewis and Clark journey，美國國內首次橫越大陸，抵達太平洋沿岸的考察活動。）所進行的，探索未知並返鄉獲得名聲榮耀的遠征。太空殖民者更像那種乘馬車西行、沿路蓋起農場的無名先鋒。這趟旅程不會太有趣，而且他們也不會回來。至少第一代的生活將會危險艱苦。或許有些人只是因為想搶頭香才想去，但創造殖民地需要的不會只有冒險者而已。殖民地需要人，一大群有專長、有決心在此處定居建設的人。最重要的是，殖民地會需要一位願意付出高額成本讓計畫起飛的贊助者。某方面來說，「為何」反而是最大的問題。
過去，殖民地通常會把某些有價值物品送回母國，或者讓自己得到一種能擺脫母國壞事的方法，來使自己的殖民成本正當化。說到第一個理由──賺錢──的話，太空的生意經目前還是一本迷糊帳。太空礦業可以生產出地球沒有或極稀少的元素。受高熱衝擊的石墨小行星含有鑽石。月球儲藏著太陽風植入的氦同位素He-3，可以推動核聚變反應爐。
但核聚變反應爐尚未出現，而行星際的酬載成本目前比鑽石還貴（況且，我們應該也不需要那麼多鑽石）。的確，目前沒有哪種已知的資源能使太空任務成本獲得正當性，更不用說殖民地的成本了。更便宜的太空旅行、太空探勘者的大發現，或者需要地球缺乏的元素才能完成的新科技，都可以改進殖民的商業目的。對我們作者來說，這些可能性還是不甚清晰，所以在我們的劇本中，我們選擇另一個動機來推動太空殖民：人類需要離開地球。
人類無法再度西征。我們的行星已經滿了。若人類有一整體性格，那可以說我們心中有一部份不能永遠忍受這狀況。確實，人類有千百種，有些會定居下來，修理壞掉的東西，或學著與幾乎不可忍的政治及環境條件共存。但其他人會離開，前去發現新世界，也不打算回頭。我們因此分離。我們當初就這樣離開非洲遷往歐洲、亞洲和新大陸，且從那時開始就一而再、再而三地重複這過程。
地球環境和政治條件的趨勢，在這套太空殖民劇本中就和科技故事一樣重要，對於認清自己來說也十分重要。除了了解我們的肉體會怎麼回應太空環境，我們也需要預測我們的社會怎麼回應惡化的環境、日漸增加的政治宗教衝突，以及逐漸拉大的財富差距。
使人類成為如此有趣生物的正負面特質，已經混合起來產生著前往宇宙的行動。億萬富翁們正在打造太空船，前往任何人都還未能抵達的地帶，同時他們又藉著販賣暢遊大氣層之上的機票而賺錢。
我們在商業太空公司遇見傑出的年輕工程師，他們正在設法降低抵達太空的成本。他們耗費漫長時間，希望讓太空飛行成為日常生活的一部分，並再多向前思考了幾步。他們如此努力並不只是為了錢而已。這些年輕的航太工作者說著《星艦迷航記》的語言，用靈敏熟練和駭客精神迎擊巨大的技術挑戰。他們不熟悉失敗，並全然確信自己正在往太空的路上。
和這些人長時間共處就不難想像，有一天巨大的太空船會準備出發，前往一條長而可伸縮通道的盡頭，而那頭連接的是繞行地球的商業太空站。這個劇本聽起來可能像科幻。但未來突然來臨以前，聽起來不都像是科幻嗎？
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