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[话题讨论] 请教一个遥远的话题:太空工业的科技树该怎样爬?

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CDer:001114566
发表于 2019-12-30 16:26 | 显示全部楼层 |阅读模式

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就目前的情况来看,人类真正走向太空仅仅靠从地面发射显然是不经济的,未来的发展最后还是要做到主要的物资和能源都取之于太空。只有这样,才能够摆脱经济性的限制,太空工业也才能够摆脱规模上的限制和制约,真正步入良性循环、自我发展的可持续轨道。
那么,问题就来了。按照现行的科技发展和工业发展模式,怎样才能通过发射关键性的设备才能够逐步实现在太空中获取物资和能源,并加工成可用形态,从而最终建立起太空工业来?这一步一步的目标该怎样实现?
能畅想一下吗?
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CDer:000408417
发表于 2019-12-30 16:38 | 显示全部楼层
本帖最后由 火星散人 于 2019-12-30 19:26 编辑

动力先行,如同蒸汽机开启工业革命一样,核动力航天发动机会开启太阳系殖民时代,这是航天动力由化学能向核能的进化,目前基于化学能的太空探索走不了太远。

核动力包括核裂变与核聚变,前者是过度,后者是未来。推进方式分有介质流体喷射、无介质粒子喷射,前者也是过度,后者是未来。
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CDer:000408417
发表于 2019-12-30 16:42 | 显示全部楼层
再往未来,可能是反物质引擎了,通过正反物质的泯灭释放巨大的能量,推进飞船前进。
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CDer:000980543
发表于 2019-12-30 16:49 超大游击队员 | 显示全部楼层
登陆火星,建立永备殖民地,在火星采矿后用电磁发射器送近地轨道
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CDer:000714518
发表于 2019-12-30 16:54 | 显示全部楼层
如果人类能好好的利用地球,就没有搬家的压力,探索星际的动力就不足。
如果地球搞不好了,那么应该先整理地球,而不是探索星际,因为整理地球容易些。

目前的技术能力上,利用太空资源太难,有待于新一轮技术革命,比如基础科学的重大发现(暗物质暗能量问题的破解等),以及技术能力(可控核聚变可用,材料科学进步)。目前的发射,除了卫星,基本都是科学探索,还谈不到资源利用,只有烧钱。对太空的利用,并没有比明朝之前进步多少。
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发表于 2019-12-30 17:03 | 显示全部楼层
靠化学引擎 上天 , 核裂变反应堆+电推 可以暂时先解决太阳系内航行问题。

核聚变啥的短期内别想了,就算真研发出可控核聚变发电站 也是靠化学火箭上天,毕竟燃料不值钱了。
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CDer:000967741
发表于 2019-12-30 19:00 | 显示全部楼层
    我觉得人类下一步是建设新一代的空间站,新一代的空间站比现在的国际空间站更大,更重,驻扎更多的航天员。这个空间站的作用不再限于当前的科学实验任务,而是带有生产能力,利用太空的微重力环境开发新一代的技术,比如新材料,利用新的空间站批量生产这些新材料,用于升级人类科技。当人类的科技取得更大发展后,下一步才是星际旅行。
    围绕这个新的空间站,需要建造新一代的空天运输飞机,火箭。
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CDer:000892112
发表于 2019-12-30 19:04 | 显示全部楼层
本帖最后由 OwO 于 2019-12-30 19:07 编辑

长9运力左右的火箭
     这应该是中国经济能负担得起的火箭的极限。土星5号已经超过了灯塔国经济能够负担的极限,最后被放弃。当时灯塔国国力如
    日中天,也不能负担土星5。中国未来经济需要健康发展,应该也不能负担这个规模的火箭。

普通空间站
      就是 现在的空间站技术,在有外部资源支持下,初步解决人类在太空长期驻扎的技术。
空间组装技术
      减小对超级火箭的需求,以后可能需要建设太空城。不可能打一座城市上太空。   
空间人类生殖研究。
      研究人类在空间的抚育下一代的初级技术。

无人月球基地,无人太阳能电站
     以后建设太空城市,需要利用太空本地自然 资源。这个资源就可以在月球上开采。开的月球基地应该是无人的。一些少量的重要
    决策,地球人类遥控。月球无人基地雏形。

月球基地无人矿藏开采技术,月球无人矿产车,高可靠,无维护的无人太阳能电站
       月球基地需要自我增殖,基础材料需要就地解决。
   
月球基地无人基础机械产品加工技术
      矿产车可以无人自我维护,同时可以建造和维护无人太阳能电站
       月球基地需要自我增殖,开采出来的材料需要就地加工。
        精细的芯片重量不大,可以直接重地球运输上月球组装。

  建设月球小型人类维持体系。
      10人内,人类长期驻扎上月球。照料月球科学基地。比如大型望远镜,通过科学需求继续拉动月球基地扩张
  
  月球旅游产业出现。
       人类太空生殖抚育技术
月球丧葬产业出现。
      葬在月球也许会成为风尚。

月球大型材料和加工基地,大型电磁发射装置。
     大量基础材料通过月球基地开采和加工。并通过大型电磁发射装置发射入太空

地月L2点,太空城,科学城。把芯片工业移植到太空。基本摆脱地球依赖。
    利用月球电磁发射上来的资源,可以在L2点建造太空城,支持太空旅游,大型太空材料提炼加工实验室,芯片生产,生产超大型太空望远镜,
    太空大型生物圈维持研究建造。

组建大型飞向火星卫星的自增殖基地,大型太空核堆发电站。
      火星就是坑,才从地球这个引力阱跳出来,又跳进火星这个引力阱,这是脑子有问题么?
     所以去的不是火星,是去的火星卫星,以此为跳板,发射科学研究装置深入研究火星。
     另外火星卫星上面有碳有水,不用馋火星上面的 碳氢氧元素。

以火星卫星为跳板,发射向小行星带发射自增殖基地。
      小行星带才是未来的未来。
  
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CDer:001114525
发表于 2019-12-30 19:14 超大游击队员 | 显示全部楼层
冰凌血翼 发表于 2019-12-30 16:49
登陆火星,建立永备殖民地,在火星采矿后用电磁发射器送近地轨道

不如直接在地球建造发射入轨?
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CDer:001114525
发表于 2019-12-30 19:18 超大游击队员 | 显示全部楼层
太空工业先解决一个需求问题!什么东西是只有太空有而地球上不能的,而且还要源源不断的需求,这样,才能让航天和太空工业持续下去,良性发展。
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CDer:001114525
发表于 2019-12-30 19:22 超大游击队员 | 显示全部楼层
如果拿航天和大航海比较,那么一定要明确,“胡椒”这个东西到底是什么!明确了太空时代的“胡椒”,才能开始太空大航海时代。
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CDer:000492033
发表于 2019-12-30 19:29 超大游击队员 | 显示全部楼层

Re.请教一个遥远的话题:太空工业的科技树该怎样爬?

说句实话,你根本想象不到的。

你这就像是处在封建的农业社会,来想象今天的电子信息化时代一样。
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CDer:001121310
发表于 2019-12-30 19:31 超大游击队员 | 显示全部楼层
将电价降到现有电价的百分之一。
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CDer:001085081
发表于 2019-12-30 20:03 超大游击队员 | 显示全部楼层

Re.请教一个遥远的话题:太空工业的科技树该怎样爬?

没有理论方面的突破,星际旅行就是梦想。人类在空间、时间方面的认识还处在荫芽状态。
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发表于 2019-12-30 20:08 | 显示全部楼层

RE: 请教一个遥远的话题:太空工业的科技树该怎样爬?

dacao 发表于 2019-12-30 19:18
太空工业先解决一个需求问题!什么东西是只有太空有而地球上不能的,而且还要源源不断的需求,这样,才能让 ...

听说小行星带有很多纯贵重金属质地的小行星,捞来一颗就是几十万吨的金子……
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CDer:000405740
发表于 2019-12-30 20:12 超大游击队员 | 显示全部楼层
先把可复用运载火箭大规模运用了再说
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CDer:000980543
发表于 2019-12-30 21:47 超大游击队员 | 显示全部楼层
dacao 发表于 2019-12-30 19:14
不如直接在地球建造发射入轨?

大批量原材料成本比走火星成本高
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CDer:000980543
发表于 2019-12-30 21:49 超大游击队员 | 显示全部楼层
dacao 发表于 2019-12-30 19:18
太空工业先解决一个需求问题!什么东西是只有太空有而地球上不能的,而且还要源源不断的需求,这样,才能让 ...

“什么都没有”就是太空最大的优势
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CDer:000401983
发表于 2019-12-30 22:05 | 显示全部楼层
本帖最后由 北京野人 于 2019-12-30 22:17 编辑

我觉得,利用月球和火星的土壤,和太阳能源, 三D打印建筑物是最重要的一项科技吧?

有了大量可以密封的建筑,很多事情就好办了。

防辐射、存储矿产、开办农业、躲避火星的风暴、维修火箭和其它机器……都成为可能。
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CDer:000447996
发表于 2019-12-30 22:12 | 显示全部楼层

RE: 请教一个遥远的话题:太空工业的科技树该怎样爬?

OwO 发表于 2019-12-30 19:04
长9运力左右的火箭
     这应该是中国经济能负担得起的火箭的极限。土星5号已经超过了灯塔国经济能够负担 ...

50年前的伟人也没有人能够预测今天比当年科技进步的点与进程!
你是在预测500年啊!
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CDer:001114525
发表于 2019-12-30 22:42 超大游击队员 | 显示全部楼层
冰凌血翼 发表于 2019-12-30 21:49
“什么都没有”就是太空最大的优势

这么哲学的话对于政治,经济都没有什么用!
没有政治人物愿意为你这句话,拨款几千上万亿!也没有哪个人愿意为你这句哲理,自掏腰包,助力航天!
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CDer:001114525
发表于 2019-12-30 22:43 超大游击队员 | 显示全部楼层
冰凌血翼 发表于 2019-12-30 21:47
大批量原材料成本比走火星成本高

你得等,等到火星原料成本比地球低才能开始!
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CDer:000980543
发表于 2019-12-30 23:13 超大游击队员 | 显示全部楼层
dacao 发表于 2019-12-30 22:43
你得等,等到火星原料成本比地球低才能开始!

轨道发射的运输成本才是大头,火星直接用电磁发射,进去地球轨道后空气刹车就行了
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CDer:000980543
发表于 2019-12-30 23:14 超大游击队员 | 显示全部楼层
dacao 发表于 2019-12-30 22:42
这么哲学的话对于政治,经济都没有什么用!
没有政治人物愿意为你这句话,拨款几千上万亿!也没有哪个人 ...

有啊
比如空间核堆可以不装安全壳
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CDer:001037838
发表于 2019-12-31 00:06 超大游击队员 | 显示全部楼层
在地球资源接近耗尽前,人类都不会认真探索太空。
比如沙特的油卖100块,月球的氦3再先进你会去挖吗?你有技术挖火卫一上的资源,拿航母去别国抢岂不更省事?
这就是人类,或者更准确地说资本主义的劣根性。

所以未来探索太空唯一的动力就是战争。
装核弹、激光炮的空间站就是最初的太空战舰。有抓敌方卫星的,有地日点上放核弹仓的。你在月球上修了个通信站,我是不是也要修一个并且保持炸掉你的能力?
你从地球上把我的卫星扫了,我争不过你,但是我可以在火星上搞个分舰队啊,我也来扫你的。我的飞船从火星基地起飞,你是不是要想办法打掉这个基地?
战争必然升级到太空。从近地轨道扩展到月球,火星,小行星带,最后打出太阳系,殖民争霸宇宙。
百年之后,太空舰队交战不是不可能的场景。
哪怕今天其实这些技术都已经基本准备好了。美帝派航天飞机去炸你的北斗,你要不要在天宫上安个激光炮电磁炮啊?没打起来无非是地面的矛盾还有余地,不足以扩展到太空罢了。

战争永远是科技的第一推动力。什么时候地面的资源到了极限,矛盾扩大到地面解决不了,人类自然会飞出地球打出太阳系。

所以不用费心猜想啦,等着看就是。至少我们有胜利的希望,而大部分族群只有等死的份。
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CDer:000021276
发表于 2019-12-31 01:02 超大游击队员 | 显示全部楼层
进期核聚变超光速,中期暗物质反引力,远期量子转移虫洞穿越。
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CDer:001113457
发表于 2019-12-31 05:43 超大游击队员 | 显示全部楼层
dacao 发表于 2019-12-30 19:18
太空工业先解决一个需求问题!什么东西是只有太空有而地球上不能的,而且还要源源不断的需求,这样,才能让 ...

太阳能、矿产
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CDer:001160561
发表于 2019-12-31 10:22 | 显示全部楼层
现在发展太空工业关键要行程产业链,就目前进出地球的成本这么高,产品如果不具备高价值的话就是亏损,不长久的。太空发电目前来说不能输到地面上,不仅是技术也涉及到环保。矿产,太空采矿能否比地面成本更低都难说,矿产品这么笨重,运回到地球也不太现实吧。剩下的比如育种、药品、芯片以及别的什么高级材料只有在太空生产才有优势的。另外太空工业还涉及到整套产业升级,工作在高辐射、微重力环境,整套工艺和设备都要重新研发。
就目前看来,地面上各种升级应该都比上太空更便宜
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CDer:001121310
发表于 2019-12-31 10:50 超大游击队员 | 显示全部楼层
落雕都督 发表于 2019-12-30 20:08
听说小行星带有很多纯贵重金属质地的小行星,捞来一颗就是几十万吨的金子……

小行星带找贵金属难度不亚于大漠里找金矿。
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CDer:000549819
发表于 2019-12-31 11:08 | 显示全部楼层

RE: 请教一个遥远的话题:太空工业的科技树该怎样爬?

victorlee1999 发表于 2019-12-30 16:54
如果人类能好好的利用地球,就没有搬家的压力,探索星际的动力就不足。
如果地球搞不好了,那么应该先整理 ...

现在人类就是挫比。

如果有超出人类能力的天文级灾变来到,人类估计没来得及发展出什么就全军覆灭了。

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CDer:001115117
发表于 2019-12-31 11:43 | 显示全部楼层
强人工智能必须要有。把人肉体送上太空太麻烦了,需要一大套生命维持系统。有什么事是人必须上去的?如果ai够强,很多事就容易了。
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CDer:000549819
发表于 2019-12-31 12:06 | 显示全部楼层

RE: 请教一个遥远的话题:太空工业的科技树该怎样爬?

OwO 发表于 2019-12-30 19:04
长9运力左右的火箭
     这应该是中国经济能负担得起的火箭的极限。土星5号已经超过了灯塔国经济能够负担 ...

巨行星的世界——外太阳系呢?科考+资源开发为主吧。

太冷了不太主张移民。

移民应该主要以太阳系宜居带为主,地球,火星城市,少量月球城市,以及广大太空城——地球卫星型太空城,火星卫星型太空城和人造行星型太空城。

地球卫星型太空城,在距离地球4万到90万公里,各种倾角和轨道半径绕地球运行,其中在距离地球20万到45万公里有一个太空城非常稀少的环球带,这里月球引力摄动比较强,保持轨道费事,同时70万公里以外的太空城数量也急剧减少,这是因为70万公里以外已经接近地球引力影响球边缘,太阳引力摄动影响越来越强。

地球卫星型太空城,普遍较比较小,多为环状或者轮胎状和盘状等形状,直径多为15-25公里。自转产生重力。自给或半自给,地月L2点有着最大的地球卫星型太空城。地-月-太空城之间交通非常发达。快速直达太空渡船点对点直通。即使半自给也不打紧,从地球,月球可以非常方便的运来所需物资。

地球卫星型太空城基本有厚达20米到1000米的聚烯材料包裹,且自带磁场,基本无视范爱伦带辐射环境,外层太空城带在45万公里-90万公里,此处已经比所有磁层更高而且地球磁层尾此处辐射也大为减弱,所以防辐射更加轻松。

火星卫星型太空城,顾名思义是围绕火星运转的,数量不多,也不大,火卫一,火卫二早已经变成了基地,然而火卫一,火卫二的问题在于没有标准重力,所以人们还是喜欢住在太空城。人造火星型太空城,因为火星没有磁场,所以没有辐射带,防辐射很轻松,达到行星际即可合格。

除此而外,就是距离太阳0.8AU-2.2AU太阳系宜居带的人造行星型太空城了,在距离太阳0.8AU-2.2AU无匹辽阔的空间,比地球引力影响球内的空间要大上一百亿倍,比地球所占的空间更是大出一千亿亿倍,所以,人造行星型太空城普遍比较大,一般呈柱装,直径20-30公里,长达70-100公里,人造行星型太空城是完全自给自足的,自传产生重力,有大的人造湖与海,改善太空城气候,在自传轴空间附近则有云朵,这里也是失重的空间,在政府监管下,这里是极限运动爱好者的乐园。行星际空间辐射量强于近地但远远比不上辐射带,所以,防辐射还是十分轻松的,一定厚度的聚烯材料+磁场。

此时的外太阳系(木星、土星、天王星、海王星、冥王星、柯伊伯带,不包括奥尔特云)也是旅游和探险的乐园。
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CDer:001063626
发表于 2019-12-31 14:58 | 显示全部楼层

RE: 请教一个遥远的话题:太空工业的科技树该怎样爬?

本帖最后由 Alpha_I 于 2019-12-31 15:01 编辑

以今天为0年:
50年?在地面上实现可控核聚变的商业化。
100年,发展出1,2,3,4代聚变核电站,彻底解决地表人类的能源瓶颈。相对应的,全人工植物工厂、立体农业等不计能源成本的生产方式开始普及,地表人口再次攀升。
150年,新材料突破,在近地轨道上修建经济可承受的大规模实用化轨道站,地-轨穿梭的成本接近于0年时的空运。可以在近地轨道上实现一定规模的工业化生产。
300年,利用核聚变发动机的飞船得以实现,地轨穿梭的成本也下降到0年火车运输的水平,人类开始修建起经济可承受的月球居民点、火星殖民点。
350-500年,随着发展出1,2,3,4代聚变飞船,人类开始大规模移民月球、火星,建立起地、月、火跨行星文明。
500-600年,第一、第二次太阳系大战,最终人类文明再次确认地、月、火人类平等、和平、发展的新普世规则。
600-1000年,资源开采飞船实现对木卫、土卫的经济开发;人类可以开始尝试修建全人造太空定居点。
2000年,500年前发射的恒星际探测器到达比邻星系,实现对比邻星系的科考探索,并发回了上千kb的图像数据。
50K年,人类主体适应在太阳系太空环境生活,大部分人口已经生活在太空中,人类还是人类。
1Ma,在某种0年不太明白的技术路径下,新人类实现了将飞船加速到0.1倍光速的速度,成功实现了将新人类送到临近恒星系的任务,但这注定是一趟不能回头的征途……
后面编不下去了……
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CDer:001160561
发表于 2019-12-31 15:35 | 显示全部楼层
还有个问题,值不值得太空移民。就算未来50-100年后,可控核聚变已被商业化普及,进入轨道极大降低,但是长期居住在太空的风险任然很大,然后地面上却可以依据能源革命(可控核聚变)等减少化石能源的污染,提升环境质量,全人工动植物工厂、立体农业等大量普及,节省大量的土地给人居住,解决了人地矛盾,甚至修建海上城市也比建太空城安全可靠。太空也许会有少数工业还是启蒙,人们去太空主要是旅游、工作和科考。应该会有地球门户空间站,近地轨道的工业设施,月球门户空间,月球科考站之类的。借助地球门户空间站或者月球空间站,进行太阳系内的科考探索应该会更加轻松
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CDer:001114566
 楼主| 发表于 2019-12-31 16:02 | 显示全部楼层
我试着说一下自己的想法。
现在人类显然是在从两端进行探索。
一端是研究从地面运送物资进入太空。两个方向,一是增加单次运载量,一是降低运行成本。现有的火箭技术能够走多远不好说,未来可能要期待新的发动机技术或新的运输方式。
另一端是在太空做基础性的研究。发射空间站就是这个目的。但是就目前而言技术起点还太低,甚至还没有推进到真正的起步阶段。
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CDer:000637804
发表于 2019-12-31 16:04 | 显示全部楼层
我觉得未来可能会在地月引力均衡点搞一个中继平台
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CDer:001114566
 楼主| 发表于 2019-12-31 16:04 | 显示全部楼层
如网友所说,能源问题是关键,解决能源问题有两个来源,一个是太阳能,一个是核能。解决的路径也有两个,一个是小型化,一个是模块化。
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CDer:001114566
 楼主| 发表于 2019-12-31 16:08 | 显示全部楼层
如果是核能,核燃料的来源也有两个,一个是从地球运上去,开始必然靠这个办法。另一个是到太空去找,最后也必然要走上这条路。
这就涉及到下一个问题,在太空中采集和提取物资。
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CDer:001114566
 楼主| 发表于 2019-12-31 16:12 | 显示全部楼层
在太空中采集和提取物资首先要解决太空发动机的技术,以便把星际物资整块运到地月系统附近。
然后就是采集和提取,也是两个方向,一个是化学的方法,一个是物理的方法。
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CDer:001114566
 楼主| 发表于 2019-12-31 16:15 | 显示全部楼层
能够采集也能够提取了,下面的问题就是加工技术。
加工技术也解决了,就是太空工厂的整体建造技术了。到了这一步,这个科技树就算走通了,然后就是降低成本、提高效率、完善技术、实现精细化等等问题了。
到那时,太空时代才算是真正开启了。
顺便说一句,人类是否走向太空和地球容不容得下没关系。
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