第 8.0 節 - 偏遠及困難地區
前三個例子都是針對地球上的中等環境而設計的。它們也旨在靠近現有的發達地區，可以輕鬆獲得人員、裝置和物資。在本節中，我們將探討位於這些條件不成立的地區的自我擴充套件系統。環境條件要麼非常困難，要麼非常極端，要麼位置遠離人口稠密地區和交通路線，要麼兩者兼而有之。此類區域包括地球表面的約 6/7，包括海洋、沙漠和極地地區。它還包括高海拔地區和地表以下深處，即使地表條件本身適宜。最偏遠和最困難的環境是在地球以外的太空中。這些條件與地球上的條件如此不同，以至於我們將它們保留在專門討論太空系統的單獨書籍中。
人們目前居住和經常旅行的區域比較熟悉，但大多數人甚至不知道自己腳下幾百米的地方存在什麼。因此，我們透過描述地球的環境和資源來開始此示例的概念探索。大多數資訊在其他地方有詳細的介紹，因此我們將提供這些來源的參考資料。偏遠和困難地區的開發可能包含已經存在的各種行業，因此我們不會嘗試列出所有行業。相反，我們將重點關注早期發展中更重要的行業和這些地區的獨特專案。從這些行業和專案，以及當地環境和資源，我們可以開始確定這些地區需要的設計變更和新設計。
地球擁有各種各樣的區域性條件，會影響自我擴充套件系統的最佳設計。我們之前的例子（個人生產、Makernet 和工業生產）都假設了最簡單的條件組合。這包括靠近或位於發達地區，以便人員、裝置和物資可以獲得。它還包括中等的環境條件和充足的當地資源。這些條件使設計和建造早期系統成為可能，但它們只佔地球整體的極小一部分。為了解決地球其他地區的相關設計，我們可以將這些條件分組為發展水平、偏遠端度、當地環境和當地資源。對於這些組中的每種條件，它們可以從適度到困難或極端，具體取決於它們影響設計選擇的可能性。
任何特定位置都會有不同的條件組合，但我們可以將它們分組到具有相似組合的區域，並根據有多少條件屬於困難或極端範圍來衡量所需設計變更的程度。然後，一個合乎邏輯的步驟是從之前的例子開始，這些例子具有最簡單的條件，然後逐漸過渡到越來越困難的條件。後來的專案將根據需要進行增量設計變更，並積累更多應對困難條件的經驗。之前的專案也可以根據需要提供人員、裝置和物資來啟動後續專案。
| 區域 | 引數 1 | 引數 2 |
|---|---|---|
| 沙漠 | 資料 | 資料 |
| 區域 2 | 資料 | 資料 |
這些例子來自華夏公益教科書太空運輸和工程方法第 4.1 節中描述的擴充套件計劃。它旨在提高地球上的生活質量，並將人類文明擴充套件到一系列新的地點。每個地點都與其他地點以及文明的其他部分相互作用，並提供一組本地生產、人們居住的地方（居住區）以及往返該地點的運輸方式。生產要素為自身維護和擴充套件提供零件和材料，為當地居住區和運輸要素提供產出，併為其他地點和文明的其他部分提供產出。作為交換，其他地點和主要文明提供無法在本地生產的物品。
與其他例子一樣，生產整體上使用一組種子裝置和物資作為啟動，然後透過自我生產和外部供應的額外物品的組合來增長。隨著生產能力的增長，對外部供應的需求在百分比上逐漸減少。由於生產支援著不斷增長的社群，因此即使在百分比上減少，外部供應的絕對數量也可能會增加。生產要素從當地環境中提取能量和原材料，並接受來自居住區和運輸要素的廢物、廢料和修理物品。他們將這些投入加工成新的成品材料和公用事業產出，生產零件，並將它們組裝成最終產品。不同的地點可能具有不同的生產要素集，具體取決於當地資源和當地產品需求。這些地點作為一個整體協作建立新的地點。
生產通常使用人力勞動和自動化/機器人功能的混合方式。由於在偏遠或困難地區支援人員的相對成本較高，因此與早期章節中的其他例子相比，我們預計將更加強調自動化和機器人技術。我們還預計將更多地使用遠端控制和分散式操作，尤其是在居住區還沒有大量建成之前。
之前的個人、工業和全球工廠的例子假設了一個相對溫和的物理環境和一定程度的人口和基礎設施。這些是最容易設計的條件，但只適用於地球上的一小部分。為了檢視自我擴充套件系統是否適用於所有地方，本節中的示例位置要麼更加偏遠、未開發、無人居住或物理條件極端，要麼是這些因素的組合。使用此類位置的原因包括獲取其材料和能源資源，緩解其他地區的的人口密度和生態壓力，或者僅僅是人們選擇住在那裡。
我們預計開發的邏輯順序是逐步從環境適宜的地方過渡到更困難的地方。較小的步驟允許重複使用現有設計或略作修改的設計，而不是從頭開始。我們還假設我們可以將我們在更容易的地方建造的工廠作為整體生產網路的一部分。換句話說，更困難或偏遠的地方並不完全與文明的其他地方隔絕。如果某個地方極其理想，可以採用逐步的方法克服困難，但決策時必須將非常不同的位置帶來的設計成本增加考慮在內。在這些更惡劣的條件下實際建造專案之前，應該有一個技術開發階段，為此構建並測試預計遇到的極端條件下的原型。當地啟動套件、來自其他地點的交付以及可能實現的遠端操作相結合，可以實現從初始階段到全面生產和基礎設施水平的引導。
我們可以設定更精確的難度指標來對地點進行排名和比較，但首先我們可以給出設計條件範圍的示例。
- 欠發達 - 這些地區人口稠密，但在經濟和物理上都未得到最佳發展。自擴充套件系統可以改善基礎設施和公用事業缺乏的地區，更加生態環保，並加速當地發展。
- 可用水 - 這可能太少（沙漠），也可能太多（雨林、易於洪水的地區）。例如，如果我們擁有自動化工廠可以生產溫室和海水淡化廠，那麼即使工廠本身位於其他地方，它也可以讓人們在沙漠地區生存。
- 溫度 - 這些地區大部分時間都處於極端炎熱或寒冷的溫度。衣服和住所使人們能夠適應這些條件，但食物生產和其他戶外活動可能受到溫度的限制。寒冷地區包括乾旱地區、永久凍土和冰蓋。
- 地質 - 一些地區的地質條件有限，導致可利用的礦物或化學元素範圍很小。
- 水面 - 地球 71% 的表面被水覆蓋，其中大部分是海洋。除了船舶、石油平臺和海底電纜之外，它大部分是無人居住、未開發的，而且通常偏遠。
- 壓力 - 高壓區域包括水下和地下。由於裝置數量眾多且難以到達，這些區域除了採礦/石油開採外很少使用。低壓條件（> 3000 米海拔）包括山區和人工高空平臺。由於成本高昂，後者除了飛機外很少使用。
從長遠來看，種子工廠可能會在更困難和未開發的太空環境中被證明是有用的。對於這種環境，運輸成本非常高。然後，自擴充套件工廠的吸引力在於減少了需要交付的物品數量，透過利用目的地處的當地資源。
相對於地球 - 太空位置可以被視為困難的地球位置的延伸，因為它們更偏遠、未開發、無人居住，並且條件極端。因此，它們在種類上與地球位置不同，而在程度上則相同，並且可以使用相同的設計原則。位於太空並從地球獲得支援的足夠好的自擴充套件系統可以克服困難的條件。從設計角度來看，主要區別包括零壓力或極高壓力、可變重力水平、輻射水平、溫度範圍，有時還缺乏材料。這些條件因位置而異，並且可能需要針對每個位置進行最佳化的不同設計。在逐步的方法中，這些新增的設計挑戰，如果單獨考慮，將把太空位置排在困難的地球位置之後。某些太空位置，比如同步軌道，具有獨特的優勢，並且自由空間中的太陽能通量大約是地球上平均位置的 7 倍。因此，可能有一些充分的理由，讓我們比僅憑難度就能判斷出來得更早地使用這些位置。
使用與居住 - 我們可能只是使用太空位置並在那裡進行遠端操作，或者讓人類在那裡部分時間或全天候居住。除了國際空間站之外，目前絕大多數太空專案都是遠端操作。目前，除了太陽能之外，沒有太空位置使用本地生產。我們的太空示例將包括從遠端操作到部分和全天候人類居住的進步，以及從純科學和工業用途到住宅生活的進步。我們這樣做是為了展示各種操作級別需要哪些設計。在實際專案中沿著這條道路走多遠，將由專案經理決定。
成本影響 - 任何太空專案的當前高成本包括兩個主要的貢獻因素，儘管它們並非唯一因素。第一個是建造運輸工具和太空硬體的高成本，尤其是在只使用一次的情況下。第二是運輸質量與有效載荷質量之比很高，即使到達太空中最容易到達的地方也是如此。地球上的種子工廠可以透過降低總體生產成本來幫助解決第一個因素。其他技術改進，比如硬體重複使用和更好的推進系統，可以改善這兩個成本因素，但它們是另一本書 的主題。我們假設使用了這些其他改進，但將它們的討論留給那本書。
導致在太空中製造燃料和太空硬體的種子工廠將解決第二個因素的兩個部分，即運輸比率。在太空中本地生產的燃料減少了從地球運輸的質量。在太空中本地生產的太空硬體減少了從地球運送的有效載荷質量。因此，種子工廠的概念似乎至少對太空專案而言與在地球上一樣有用。地球使用的理由是我們需要在地球上建立生產能力來建造初始的太空硬體，而且地球上有更多的人可以從該技術的非太空用途中直接受益。在地球上開發技術也將積累引導生產的經驗。太空中的未來應用可以建立在這個經驗的基礎之上，儘管太空肯定需要新的和改進的生產方法。第一個支援太空應用的反對意見是，目前的高成本提供了最大的相對節省機會。從絕對規模來看，地球經濟要大得多。因此，即使這裡所取得的百分比收益較小，但它們也可能是一個更大的總量。