2024 年 11 月 1 日，由建筑師、工程師、人類學家和城市規劃師組成的國際跨學科團隊 Project Hyperion 啟動了載人星際旅行設計競賽。

該活動由星際研究倡議（i4is），一個總部位于英國的非營利組織，致力于機器人和人類探索附近恒星周圍的系外行星，并最終定居。參賽者的獎金為 10,000 美元，其任務是為代船（又名世界飛船）使用當前技術和在不久的將來可能實現的技術。

上23 七月， 2025，該組織公布了前三名的比賽獲獎者，這些獲獎者是從全球團隊提交的數百個想法中選出的。獲獎作品的選出標準是根據它們如何滿足所有競賽標準、提供深度細節以及整合建筑、工程和社會科學的設計方面。

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簡而言之，前三名獎項授予了那些能夠讓一個社會在資源高度緊張的環境中維持自身并繁榮的提案，因為他們踏上了長達幾個世紀的旅程，前往另一個宜居星球。

太空探索的挑戰和危險是眾所周知且有據可查的，包括長時間過境、暴露于輻射、所需物資量以及與其他船員近距離被關在加壓船內的危險。

俗話說“太空難”，但星際旅行尤其困難和危險。對于遠離地球的任務來說，補給任務不僅不是一種選擇，而且航天器到達最近的恒星所需的時間和精力也令人望而卻步。

代船

正如我們在上一篇文章中提到的，這將需要1,000 至 81,000使用當前或技術上可行的推進方法到達最近的恒星（半人馬座阿爾法星）需要數年時間。

目前，在人類有生之年從一個恒星系統到下一個恒星系統的唯一方法是定向能推進，即配備光帆的克級船只通過激光陣列加速到相對論速度（光速的一小部分）。擬議的概念包括突破性星射和蜂擁而至的比鄰星，兩者都從蜻蜓計劃，i4is 于 2015 年進行的一項可行性研究。

自太空時代早期以來，已經提出了幾種在合理的時間內（幾年到幾十年）向附近恒星發送載人任務的方法。然而，這些方法要么昂貴得令人望而卻步，要么需要重大的技術進步、新物理學的發現或它們的組合。

唯一的選擇是開發能夠容納長途旅行的船員的飛船，這意味著航天器具有生物再生生命支持系統（BLSS） 以及種植食物、回收水和空氣的必要設備，以及足夠的空間供多代人生活和成長。

自 20 世紀初以來，這一概念一直通過科幻小說和可行性研究得到探索。已知最早的例子是在 1918 年的文章中終極遷移作者：羅伯特·戈達德 （Robert H. Goddard），他是“火箭技術的先驅”之一，美國宇航局的戈達德太空飛行中心就是以他的名字命名的。

根據他的提議，這艘船將由原子能或氫/氧燃料和太陽能的組合提供動力，而船員們將在假死狀態下度過旅程。

另一位“火箭學之先祖”康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基 （Konstantin E. Tsiolkovsky） 也在他的文章中談到了多代宇宙飛船的想法地球和人類的未來（1928）。在其中，他描述了一個自給自足的“諾亞方舟”，船員們一直處于清醒狀態，直到數千年后到達目的地。

J. D. Bernal（“伯納爾球體”的發明者）在 1929 年的文章中對一代飛船進行了早期描述世界、肉體和魔鬼，討論了人類進化及其在太空中的未來。

1946 年，波蘭裔美國數學家斯坦尼斯瓦夫·烏拉姆（曼哈頓計劃的貢獻者）提出了如何將核裝置重新用于太空探索——稱為核脈沖推進 （NPP）。

1955年，美國宇航局發射獵戶座計劃，弗里曼·戴森 （Freeman Dyson） 的一項聯合研究高等研究院通用原子公司研究用于星際旅行的核電站。1963 年，在《有限禁止試驗條約》簽署后，該項目被放棄，該條約強制永久禁止在地球軌道上進行核試驗。

隨后是羅伯特·恩茨曼博士在 1964 年的提議，這是迄今為止對一代飛船最詳細的描述。這”恩茨曼星艦“將長 600 米（2000 英尺），可容納 200 名初始船員（有擴展空間），并依靠氘燃料和聚變反應來實現相對論速度。

這英國星際協會（BIS） 進行了一項名為代達羅斯計劃在 1970 年代，它要求一艘兩級聚變動力航天器，在一生中前往巴納德星（距地球 5.9 光年）。

雖然這個概念是針對無人航天器的，但它將繼續提供信息伊卡洛斯計劃，BIS 和Tau Zero 基金會2009 年。

近年來，美國宇航局高級概念研究所（NIAC）研究了反物質用于長期太空任務的推進。這種方法涉及氫原子和反氫原子之間的碰撞，并具有令人難以置信的能量密度和低質量的優點。

2017 年至 2019 年間，Frederic Marin 博士斯特拉斯堡天文臺使用他們自己創建的新型數值軟件（稱為 HERITAGE）進行了一系列高度詳細的研究。這些研究考慮了一代船的所有必要參數，包括最小船員人數、遺傳多樣性和船舶的大小。

獲獎者

參賽團隊是跨學科的，需要至少一名建筑設計師、工程師和社會科學家（社會學家、人類學家等）。每個團隊的任務是建造具有自給自足生態系統的船只，包括農業、居住和其他必要的生命支持系統，以確保多代人的生存。

根據比賽規則，這些船只需要提供：

• 幾個世紀以來，1,000 ± 500 人的宜居性
• 通過旋轉進行人工重力
• 一個確保良好生活條件的社會，包括住所、衣服和其他基本需求等基本供應。
• 用于食物、水、廢物和大氣的強大生命支持系統
• 保留文化和技術的知識轉讓機制

此外，他們的航天器概念需要證明他們如何實現光速 10% （0.1 c） 的最大速度，在大約 250 年內到達最近的宜居系外行星——比鄰星 b，距離地球約 4.25 光年。

以下參賽作品獲得前三名：

第一名：蛹

Chrysalis 團隊來自意大利，包括建筑師和景觀設計師 Giacomo Infelise;維羅妮卡·馬格利（Veronica Magli），經濟科學家和創新者;Guido Sbrogio，天體物理學家和工程師;Nevenka Martinello，環境工程師和自由藝術家;和 Federica Chiara Serpe，心理學家、演員和藝術家。

他們的船舶設計由模塊化圓柱形結構組成，最大限度地減少了前部，從而減少了微流星體和軌道碎片（MMOD）碰撞和減小加速和減速階段的結構應力。

該船從頭到尾長 58,000 米（63,430 碼），直徑長 6,000 米（6,560 碼），總質量為 24 億公噸（2.65 美噸）。航天器使用直接熔變驅動（DFD） 推進系統和氦 3 （3He） 和氘 （2H 或 D） 燃料可產生 0.1 g （0.98 m/s2） 的加速度。

在經歷了一年的加速期后，設計師預計至少需要 400 年的旅程，一旦到達比鄰星 b 即可到達，然后是一年的減速期。

棲息地包含在前部，具有同軸旋轉結構，由嵌套層組成，包括（從外層到內層）糧食生產和生態系統、公共空間、住宅和花園、設施、倉庫層和軸向核心。

每個外殼在整個旅程中不斷旋轉，以模擬類地引力，并提供所有必要的住房、基礎設施、能源和資源來維持其約 600 名居民的船員。船的前部是宇宙穹頂，乘客可以在低重力下觀看宇宙。

該設計還帶有備用旋轉系統的選項，以減少擾動，其中奇數炮彈順時針旋轉，偶數炮彈逆時針旋轉。正如 i4 中所示，在他們的新聞稿:

Chrysalis 以其系統級的連貫性和模塊化棲息地結構的創新設計以及整體細節深度給評審團留下了深刻的印象，其中包括太空制造和南極洲任務前機組人員準備的價值。

其模塊化外殼設計提高了靈活性和連接性，支持功能性和可擴展性。大型圓頂結構增添了戲劇性的電影品質，讓人想起科幻經典，而整體系統級規劃——不僅涵蓋建筑，還包括如何建造船只——非常強大。

第二名：世界糧食計劃署極限

世界糧食計劃署極限團隊由來自極端環境設計工作室在工業設計學院（極端環境設計工作室）在克拉科夫。

該團隊由Micha? Kracik 博士，DEES 的負責人和設計方法學系的兼職教授，在麻省理工學院 （MIT） 進行與宇航服設計相關的研究。

他們的航天器由一個中心核心和兩個反向旋轉環組成，提供模擬重力，同時反向旋轉最大限度地減少科里奧利效應。每個環的直徑為 500 米（~550 碼），包含生活區、工作空間和社交區域，分為六個社區（每個環三個）。

核心裝有船舶的水培農場、能源系統和控制站，并通過一系列帶有電梯的結構臂連接到環。六個街區由跑道和人行道連接起來，而通往核心區的電梯則允許環形之間的交通，從而實現不同社區之間的互動和文化交流。

根據評審團的說法，出于以下原因，這一概念“被修改為整體卓越”：

世界糧食計劃署極端組織特別關注文化和社會層面，包括服裝和精神空間等概念。它在文化和社會考慮方面表現出色，提供了該領域一些最深思熟慮的想法。

建筑設計引入了輻射防護等先進技術，并展示了“出租車艙”和個性化機組人員服裝等創意。

第三名：Systema Stellare Proximum

第三名獲勝隊伍包括菲利普·科希博士，麥克馬斯特大學機械工程教授;醫生和醫學專家揚·約翰·伊佩和平面設計師阿馬里斯·伊莎娜·馬森.

他們的概念是 Systema Stellare Proximum，這是一艘在鏤空的內部有兩個反向旋轉的斯坦福鳥居的星際飛船小行星核心。該船擁有量子人工智能導航系統，最初將使用核脈沖推進，然后在第二級切換到離子推進。正如他們在提案中所描述的那樣：

這一年是2320年。人類已經完全轉變為基于太空的經濟，并征服了太陽系。人類作為一個物種已經取得了先進的科學進步，以至于我們已經準備好開始星際探索。

星際鐵路將不僅僅是一個技術奇跡，它還將標志著人類遷徙的歷史性轉折點，這個轉折點將在 2080 年之后正式開始。

第一個涉及有情眾生的深空任務將開始，最初的重點是捕獲或收獲附近的小行星以獲取資源，并開發一波又一波的機器人探測器以前往比鄰星-b。

他們的設計是“仿生學”的一個例子，大致基于水母的進化特征，以降低與深空旅行相關的風險。這包括使用形狀像鈴鐺的小行星殼，類似于水母的頭（或“鈴鐺”），它充當盾牌并防止輻射和撞擊。

小行星的前緣由不同密度的材料組成，類似于水母鈴鐺，以消散撞擊帶來的能量。防護罩還配備了自愈技術和機器人，其表面可以不斷修復受損部分。

仿生學的另一個例子是脈沖等離子體離子推進系統，其靈感來自水母觸手的脈沖運動。該船還依靠一群使用靜電推進的系留無人機在需要時將其縱或錨定在適當的位置。

該星際飛船還在其表面整合了一個集成的傳感器網絡，可提供態勢感知、識別潛在資源（或技術特征）并檢測微流星體撞擊、輻射水平和其他環境危害。自適應導航系統使用這些傳感器數據進行軌跡調整，對此進行了補充。

內部棲息地是一個類似于某些水母物種中的模塊化系統，可以擴展和重新配置。生命支持系統是閉環和生物再生的，利用藻類或其他微生物將廢物轉化為食物和氧氣。

此外，星際飛船還采用了水培/魚菜共生系統，用于支持魚類種群（蛋白質和脂肪酸的稀薄來源）和凈化水。最后，該飛船采用基于激光的防御系統，瞄準并蒸發太小而無法被小行星盾牌阻擋的微流星體。根據陪審團的評估：

Systema Stellare Proximum 以其身臨其境的故事講述而著稱，將技術、社會和文化方面無縫地聯系在一起。這個概念提供了一個豐富而富有想象力的敘述，將長期太空居住的社會、技術和文化方面深思熟慮地編織在一起。

它的故事講述引人入勝，其創意場景探索社區動態甚至靈性，強調共同價值觀在建設有彈性的代際社會中的作用。

使用小行星作為輻射屏蔽是一種大膽而引人注目的策略，搭配受水母形態啟發的視覺沖擊力結構。

除了前三名的參賽作品外，許多提交的作品還獲得了榮譽獎。

查看Project Hyperion 網站查看獲獎作品的完整列表。

本文最初發表于今日宇宙.閱讀原文.

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