第284章 流浪行星（二）（1/2）

核聚变反应堆则有可能输出足够功率——功率指单位时间内释放的能量——将自身送入轨道，尽管其全生命周期产出的能量，早已远超入轨所需能量。我将这类能实现入轨的假想核聚变反应堆，称为**紧凑型反应堆**。如果能造出这种反应堆，自然再好不过；即便造不出来，我们也有替代方案：用核聚变驱动太空电梯、轨道环、发射环，将物资送出星球。

一旦脱离星球引力，核聚变反应堆或聚变发动机的功率大小就无关紧要了——持续数小时、数天的缓慢加速，和几分钟内耗尽燃料的快速加速，效果完全一样。这也是为什么离子推进器在太空中很实用，但用于入轨却毫无用处：它能让飞行器达到远超传统火箭的最终速度，但需要漫长时间加速，根本无法突破地球轨道。

无论是星际旅行还是行星际旅行，花费较长时间加速、减速都无关紧要。顺便一提，我们常说的“聚变火炬推进器”，理论最高速度约为光速的10%——这是携带燃料实现加速、减速能达到的近似极限，不过这个话题我们改天再聊。

现在，我们来探讨核聚变对经济的实际影响。首先，核聚变并非无限能源，但它能利用宇宙中最常见的物质产生能量，单位重量产出的能量，是汽油、煤炭的数百万倍。美国经济体每天需要消耗数艘超级油轮的石油，而一艘装满核聚变燃料的超级油轮，足以支撑美国经济体运转数千年。

这一点，对于远离太阳、无法使用太阳能的深空定居点而言至关重要：即便需要进口燃料（而非直接提取周围稀薄的宇宙气体），也能在远小于栖息地的空间内，储存可供数百万年使用的能源，维持栖息地运转。接下来，我会通过具体数据计算：维持一个人舒适生活一个世纪（漫长的一生），包括种植食物所需的能量，需要多少核聚变燃料（普通氢或氘）。

先说说更直接的影响：我们知道，核裂变能提供廉价电力，核聚变更是如此，但廉价电力无法直接用于汽车——我们不可能在汽车里装一座裂变反应堆。说真的，所谓的核能汽车完全是无稽之谈。我们可以用电池，但电池的性能实在太差。如果未来电池能量密度能大幅提升，太阳能会成为更优选择；但如果电池技术没有突破，而我们拥有了核聚变，就能获得源源不断的“汽油”，且无需担心大气中二氧化碳超标。

为什么会这样？因为化石燃料和碳氢化合物是优质能源：高温下与氧气接触会燃烧，碳氢化合物分解为水、氢和二氧化碳，同时释放热能。这个过程可以逆向操作：将水和二氧化碳重新合成碳氢化合物和氧气。正向燃烧释放能量，逆向合成则需要消耗能量，而且消耗的能量，远多于正向燃烧释放的能量。这并非什么高科技，只是简单的基础化学，目前这么做毫无意义。但如果大型核聚变反应堆能提供近乎无限的廉价能源，即便生产一加仑汽油需要消耗10亿焦耳能量（而汽油本身仅含1.3亿焦耳能量），也无关紧要。

普通的5号电池售价约1美元，和一加仑汽油价格相差不大，但电池储存的能量还不到汽油的千分之一，充电损耗的能量也远多于储存的能量。但胜在便携，所以依然有价值。而有了廉价核聚变能源，我们就能获得无限、廉价且碳中和的碳氢燃料——只需从空气中提取二氧化碳和水，就能合成。

当然，如果未来电池能量密度能超过化石燃料，我们就没必要这么做了，但目前我们还没有这种电池，而且电池的能量损耗速度，也远快于汽油。

有了廉价核聚变，我们不仅拥有廉价能源和燃料，还能拥有廉价化肥。我们常用的氮肥，大多通过哈伯法合成氨制备。有了廉价电力，我们可以电解水获取氢气，再从空气中提取氮气，合成氨——我们曾多次讨论过，如何利用这种方法，将当地物质转化为可供呼吸、饮用的资源。

如此一来，氮肥的成本会大幅降低。至于磷肥等其他主要化肥，获取成本也会下降。磷元素在自然界中分布零散，很少有密集易开采的矿脉，因此成本较高。但有了廉价能源，我们可以通过多种高能耗但简单的方法（甚至离心机这类简单设备），从低浓度矿源中提取磷。

这个原理适用于所有矿产：即便不考虑这点，核聚变也能让小行星采矿变得经济可行。各类物质的回收利用，成本也会大幅降低，效率显著提升。水资源同理：地球表面70%以上被水覆盖，但淡水资源短缺，因为大部分是无法直接饮用的海水。但有了廉价能源，海水淡化成本会变得极低，足以用于农业灌溉——干旱将不复存在，因为我们永远不缺水，还有廉价能源灌溉农田。

我们还能拥有廉价、碳中和的塑料或聚碳酸酯板材，用于建造温室。温室能大幅减少用水量，维持适宜温度，再加上廉价能源供暖，沙漠和冻土都能变成耕地。温室里温度适宜、化肥充足，粮食产量远超工业化前的传统农业，提升数个数量级。

这还不是全部：你可能听说过垂直农业——多层堆叠种植作物的模式。除了一些夸大其词的文章，现实中垂直农业通常只建几层，原因在于：植物对阳光的利用率本就不高，但也没低到能堆叠几十层种植的程度；而且摩天大楼的建造成本，远高于普通建筑，普通建筑又远低于廉价温室，温室又远低于直接利用土地。

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