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第 5.1 節:人類擴張 (第 5 頁)

來自華夏公益教科書,開放的世界,開放的書籍


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功能分析

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在這樣的概念設計中,我們希望建立一個或多個程式概念。這些概念以一般的方式描述了程式的執行方式。然後,我們開始一個將此一般描述分解為更詳細步驟的過程,稱為功能。功能通常將一組輸入轉換為一組輸出。這些輸入和輸出稱為,可能包括任何型別的實體:人類、資料、硬體、能量。功能不定義轉換如何發生,而只是它們會發生。如何體現在設計解決方案或替代方案中,這將在以後進行。

人類文明已經存在,並且在人口、能源使用和 GDP 方面都在擴張。已經存在太空計劃。因此,第一個程式概念,我們將稱之為現有基準,就是簡單地繼續目前的活動,而不新增任何新的內容。任何其他程式概念都需要得分高於基準,才能證明繼續執行它們的合理性。我們在第 2 頁描述了基於特定設計方法的初始程式概念。為了完成一項徹底的工作,我們應該檢查其他設計方法,看看它們是否會導致有希望的概念。鑑於目前只有一個作者在貢獻本節,因此其範圍將限於檢查其他人已經提出的方法。這裡有機會讓其他個人或團隊透過更多的方法和概念來補充這項工作。重要的是在公平的基礎上比較備選方案,使用相似的目標、評估標準、技術水平和成本估算方法。

當前引數狀態

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我們用來比較程式的一些標準是相對於現有文明的特徵得分的,因此,作為起點,我們將確定這些引數的當前狀態。此功能分析的初始版本是在 2012 年末編寫的,因此我們將使用 2013 年初作為“當前”。如果整個概念設計過程花費很長時間,則應將資訊更新到新的當前日期。建議在下次更新時使用 2015 年。

環境範圍

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溫帶範圍定義為目前 90% 的人口居住的地方,更困難和極端的環境分別超過該範圍的 10% 和 20%。關於人們居住地與環境條件之間關係的分析將在第 5.2 節 - 環境範圍設計研究中單獨開發。由於繪製人們居住地的細節眾多,因此分兩步進行。下表列出了溫帶範圍邊界的初始估計,以及困難和極端範圍的內邊界值。當環境範圍研究的第二部分完成時,這些將被更新。

引數 單位 溫帶低 溫帶高 困難低 困難高 極端低 極端高
環境溫度 開爾文度 (攝氏度) 260 (-13) 310 (37) 234 (-39) 341 (68) 208 (-65) 372 (99)
供水量 (米,噸)/平方米/年 0.25 2.5 0.225 2.75 0.20 3.0
環境壓力 千帕氣體 80 100 72 110 64 120
地面壓力 兆帕液體/固體 0.25 2.0 0.225 2.75 0.20 3.0
能量供應 瓦特/平方米 150 900 135 1000 120 1100
重力水平 米/平方秒 9.79 9.81 8.8 10.8 7.8 11.8
輻射劑量 毫西弗/年 1.0 13 0.9 14.3 0.8 15.6
Ping 時間 8 毫秒 100 毫秒 7.2 毫秒 110 毫秒 6.4 毫秒 120 毫秒
旅行時間 (小時,天) 8 小時 48 小時 7.2 小時 53 小時 6.4 小時 58 小時
停留時間 25 70 22.5 77 20 84
運輸能量 兆焦/公斤 0.22 2.25 0.2 2.5 0.18 2.75

新增:物質資源和環境毒素

現有基準程式

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我們可以透過觀察世界發展趨勢和現有太空計劃來定義我們現有的基準,直到 GDP 或新技術的專案中的不確定性大於我們估計值的 50% 為止。到那時,未來太不確定,無法合理地預測,因此我們停止。此類概念設計研究的未來更新,將在 5 年或 10 年後完成,屆時可以預測到新的不確定性範圍。其他程式概念也將有一個受不確定性限制的時間範圍,並且應該明確地識別這些限制是什麼。在檢查世界發展和現有太空計劃時,我們不需要檢查它們的每個細節,而只需要檢查影響我們選擇的評估標準評分的部分。

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現有太空計劃

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評估分數

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我們使用之前關於評估標準的表格,並將其應用於當前基準。

標準 權重 (分數) 分數 備註
1.2 程式規模 (每個位置) 3.0 118% 基於每 27,000 個美國場所的人口平均數為 11,250
1.2 程式規模 (所有位置的總和) 4.5 163% 基於 350 萬人生活在超過正常環境範圍 10% 的地方
2.1 位置數量 (計數) 3.75 311%
2.1 位置數量 (範圍) 3.75 22%
2.2 增長 (年增長率) 5.0 5% 基於來自會議委員會的 3% 增長預測
2.3 改進的技術 (當地資源) 1.0 20% 基於 20% 的當地食物和製造業
2.3 改進技術(自產) 1.0 20%
2.3 改進技術(迴圈流) 1.0 5%
2.3 改進技術(自動化) 1.0 0% 由於這是基線,因此沒有從基線減少
2.3 改進技術(自主性) 1.0 20%
2.4 生活質量(GDP) 5.0 -6.25% 2012 年世界人均 GDP 為 10,000 美元
2.6 資源(盈餘) 5.0 0% 根據定義,世界沒有淨盈餘
4.1 總開發成本(地球) 14.0 - S 217% 基於 2.3% 的經合組織研發/GDP
4.1 總開發成本(太空) S 50% S = 0.0007
4.2 新地點成本(地球) 14.0-S2 115% 美國資本 = 每人 200,000 美元,世界 = 每人 33,000 美元
4.2 新地點成本(太空) S2 -134% S2 = 14 x 10-9,太空 = 每人 6600 萬美元
4.3 地球發射成本(美元/公斤) 7.0 -9.3% 基於獵鷹 9 號的成本
5.1 技術風險津貼(%) 5.0 100% 由於這是現有基線,因此沒有不確定性
6.1 新地點風險(相對) 7.5 50% 整個世界的相對風險為 1.0
6.2 人口風險(相對) 7.5 0% 沒有變化,因為這是基線
7.1 生物圈安全(物種-地點) 5.0 80% 包括動物園和種子庫
7.2 生存能力(相對) 5.0 0% 沒有變化,因為這是基線
總計 100 76.7 估計總得分

新計劃概念

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我們的新計劃概念首次在第 2 頁以一般方式提出。基本方法是透過開發先進技術來實現擴張,然後在更困難的環境中建造一系列新的地點,並在每個地點內增加規模和技術性能。顯而易見的函式分解方法是首先按技術級別進行分解,這定義了可以構建的內容,然後是地點,由一組環境條件定義。隨著技術的不斷發展,這些地點將升級到目標規模和效能級別。“地點”是一個通用環境,例如熱帶海洋或近地軌道。具體地點的選擇留待以後。為了確定需要多少個升級階段,我們將根據第一階段可以達到的目標和合理的步驟大小進行最佳化。我們的目標是,一個階段應至少提供 10 個點的評估分數增長,以使實施具有足夠的意義。

地點內的主要功能包括生產、居住和運輸能力。這些能力使地點能夠為當地居民提供支援,並與文明的其他部分進行互動。我們將開發功能流程圖來模擬這些元素以及連線它們彼此和程式外部的流程。


擴充套件階段

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我們對現有文明的部分評估分數約為 75 分,因此我們將嘗試制定一個地點概念,該概念在第一階段產生 85 分的總分。稍後,我們將調整和最佳化此概念。現在,我們只想從一個例子開始。後面的階段將嘗試在第三階段將分數提高 10 分,達到 105 分。我們預計在如此早的階段無法規劃第三階段之後的階段,因為在如此遙遠的未來實施涉及太多不確定性。

開發技術(第 0 階段)

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在我們實施第一階段之前,我們必須開發出足夠的技術來實現該階段的預期程式目標。這包括進行概念和初步設計、開發新技術以及建造原型系統來演示效能。我們將把這個初步階段稱為第 0 階段。假設此階段顯示出比當前基線有足夠的進步,那麼我們將繼續進入下一階段。

概念設計

初步設計

新技術

對於正在進行大量工作的技術,沒有必要重複工作。因此,例如,電子學不是我們將投入大量精力的領域。它已經是擁有大量技術開發資金的主要產業。相反,我們將努力投入到特定於該計劃且未獲得足夠關注的領域。首先要研究哪些技術的選擇將取決於它們相對潛在影響、開發難度和所需時間等級的排名。

當一項新技術達到足夠的改進水平時,它將從這項任務轉移到原型製作。如果它表現得足夠好,那麼它將轉移到後來的實施階段之一。如果出現更多進步的可能性,則給定技術將返回到開發週期,並且投入的精力再次取決於與其他技術的排名。因此,第 0 階段不會在第 1 階段開始時結束,而是會持續下去,只要存在足夠的改進可能性,就會定期向後面的地點和階段提供新的改進。

原型縮放

建造較小的原型來嘗試新技術並演示效能的成本較低,因此我們將建立一系列質量和線性比例,這些比例源自支援 75 人/年的“全尺寸”水平。並非所有東西都可以透過這種方式進行原型製作,但將在有效的地方使用。居住是一個明顯的例子,在該例子中,所有維度的縮放是不可行的,儘管在面積上的縮放是可能的。由於成本增加,隨著尺寸的增加,縮放步驟會變小。一致的縮放步驟有助於確保不同的專案在整合時能夠協同工作。將為每項技術確定原型的初始尺寸和要使用的縮放步驟。有一個機會可以出售較小尺寸元素的副本,或者用它們進行初始生產和運營,作為為進一步增長創造收入的方式。

比例如下

  • 1/10 比例 - 這是 10% 的線性,或 0.001 的質量和體積,或支援 0.075 人/年的容量。
  • 1/5 比例 - 這是 20% 的線性,或 0.008 的質量和體積,或支援 0.60 人/年的容量。
  • 1/3 比例 - 這是 1/3 的線性,或 0.037 的質量和體積,或支援 2.75 人/年的容量。
  • 1/2 比例 - 這是 50% 的線性,或 0.125 的質量和體積,或支援約 9-10 人/年的容量。
  • 3/4 比例 - 這是 75% 的線性,或 0.422 的質量和體積,或支援約 30 人/年的容量。
  • 全尺寸 - 這是 100% 的線性,或 1.000 的質量和體積,或支援 75 人/年的容量。

以後的增長可能需要更大的原型,並且可能始終使用給定尺寸的多個副本以獲得更大的容量。

縮放的一個例子是將 36 英寸 x 21 英尺的容量、30 馬力電氣商用鋸木廠縮減到 0.5 馬力電氣(功率係數為 60),並將木材容量在每個軸上減少 2.5 英寸(木材體積比例為 15.625),總減少量為 937.5,大約是最小尺寸的 0.001 的質量和體積比例。用美國術語來說,木材容量是 15 英寸直徑 x 8 英尺長或 12 英寸直徑 x 12 英尺長。較小的電機適合較慢的生產速度,較小的尺寸適合家庭使用。可以使用槓桿作用,在每端分別用一個人來搬運 600 磅重的木材。

開發第 1 階段地點

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以下程式引數是透過從每個評估標準的 85% 分數(或比基線高 10%)反向計算得出的。它們是目標,實際值將在概念設計結束時找到。

  • 1.2 程式規模:平均人口/地點 = 3000,總人口 = 150,000。地點數量 = 50。我們將假設一種反向尺寸分佈,其中第 n 個最大地點的尺寸是最大地點的 1/n。對於 50 個地點,總計是最大地點的 4.5 倍。這來自齊夫定律,這是對城市規模的經驗觀察。這使得最小的地點為 660,最大的地點為 33,000。
  • 2.1 地點數量:地點的實際數量為 50,得分 50%。我們透過將環境範圍增加到 240 步來進行補償,得分 120%。
  • 2.2 增長:每年 11%,完成時間為 9 年,最小地點設計尺寸為 75 人。
  • 2.3 改進技術:當地資源、成品、回收率、自動化和自主性的直接價值為 85%。
  • 2.4 生活質量:等效 GDP(包括內部生產)= 156,000 美元
  • 2.6 資源:壽命週期內的內部材料和能源為 10.5 倍,或 950% 的盈餘。
  • 4.1 總開發成本:地球上的單位成本為 11.7 倍,太空中的單位成本為 1.2 倍。這允許溫帶地區的人均開發成本為 890,000 美元,對於更困難的地點,每環境步驟複合增長 10%,對於相同環境的更大規模,複合增長 ln(尺寸)。
  • 4.2 新地點成本:每人 = 76,000 美元(地球),太空 = 152,000 美元。
  • 4.3 地球發射成本:包括太空資源因素在內,為 23 美元/公斤。名義分割為 150 美元/公斤的實際發射成本和 15% 的非太空資源因素。
  • 5.1 技術風險:7.5% 的技術不確定性
  • 6.1 新地點風險:允許新地點的傷亡風險為 38%
  • 6.2 人口風險:人口風險降低 17%
  • 7.1 生物圈安全:維護在自然範圍之外的 178,000 個物種 x 地點
  • 7.2 生存能力:對關鍵風險的補償為 17%

時間表

我們假設一個名義時間表,該時間表會逐漸增加。假設一個用於原型製作的“第零”地點,我們允許第 0 階段花費 6.5 年的時間來開發技術,然後第一個地球地點以 75 人的規模開始,並每年增長 75 人,直到達到 660 人。每年的人口增長率以 11% 的速度增長,因此當第一個地點的剩餘空間足夠大時,就會啟動新地點,直到所有 50 個地點都建成,名義上大約 50 年。

假設技術開發繼續進行 6.5 年以啟動第 II 階段,並繼續進行 7 年以啟動第 III 階段,因此後面的地點將使用升級後的技術,而舊地點將被改造到改進的水平。原型工作的預算為 6600 萬美元,導致約 36 人的居住能力。

後面的階段

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現在定義後期階段的細節還為時過早,除了設定 95% 和 105% 的評估分數。


[以下內容從第 4.1 節儲存而來:]


二級:階段

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目前,專案階段的定義是每個階段的評估分數目標提高 10 分。現有基線的早期估計表明分數為 20 分,因此第一階段的目標分數為 30 分,第二階段為 40 分,第三階段為 50 分。一旦更好地理解設計方案,以及可行的效能,專案階段的數量和間隔可能會在以後進行調整。

數值目標

第一階段

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第一階段的目標是比現有基線提高 10 分。基線的估計分數為 20 分,因此該階段的目標分數為 30 分。要達到此分數的具體專案引數取決於許多仍需決定的低級別選擇,以及仍需驗證的技術。我們知道,該階段將涉及地球和近地空間的若干地點,以及一定程度的技術改進。

第二階段

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第二階段的目標是專案分數進一步提高 10 分。這可能需要更多技術開發,並且由於自初步階段以來的時間跨度,第一階段要素可能需要進行一些重新設計和升級。

第三階段

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第三階段目前的目標是專案分數為 50 分。由於它在時間和難度上更靠後,因此該階段被視為一個更初步的概念,更多地用於指導早期階段的方向。不可預見的新技術可能會影響如此遙遠的未來的設計。此階段之後的階段(IV+)將保留給未來的設計工作。


[結束儲存的內容]


地點列表

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此列表是暫定的,等待環境範圍研究完成。

  • 溫帶地球 - 我們的第一個環境是在當前文明的中等 90% 範圍內。原因是首先在最容易進行工作,以及它將具有最廣泛的直接應用的地方開發改進的技術,例如種子工廠和迴圈流。
  • 非溫帶地球 - 這一組有一個或多個引數超出了溫帶範圍,但沒有達到困難級別。它們以超出範圍最大的引數命名。許多組合都是可能的。
- 炎熱地點 - 這些地方的夏季白天最高溫度超過 310K (37C)。加利福尼亞州的死亡谷通常被認為是地球上最熱的地方,夏季平均日最高溫度達到 47C,因此地球表面沒有地方達到困難級別的 341K (68C),除了火山地區。南非的 TauTona 金礦,位於地下 4 公里處,岩石表面的溫度為 60C,因此也沒有達到困難級別。
- 寒冷地點 - 這些地方的冬季夜間最低溫度低於 260K (-13C)。南極洲的沃斯托克站被認為是地球上最冷的地方,冬季平均低溫達到 201K (-72C)。這低於極端低溫閾值的 208K (-65C),因此地球包括非溫帶、困難和極端寒冷地點。
- 高水位地點 - 理論上,這些地方的年降雨量或其他淡水來源(例如河流流量)超過 2.5 米 (100 英寸)。由於最大供水量約為 10 米/年,因此地球上在溫帶範圍之上約有 14 個等級,以 10% 的複合增長率增加。僅從降雨量來看,許多熱帶地區就落入了非溫帶範圍,而一些靠近主要河流的地區則達到了最高值。
- 低水位地點 - 理論上,這些地方的年降雨量或其他淡水來源/年低於 0.25 米 (10 英寸)。地球上最乾燥的地方是智利的阿塔卡馬沙漠,年降雨量低至 0.001 米/年,因此在乾燥度方面,溫帶範圍以下有 10 個等級,以 0.025 米/年的增量增加。撒哈拉沙漠的很大一部分都位於最低等級。
  • 困難地球地點 - 這一組地點將一個或多個環境引數推向了溫帶範圍的 10% 以上。根據我們的環境引數,我們可以開始識別此類地點,然後將多個引數可以同時解決的地點組合起來。所有範圍都是基於當前人口中 5% 的上限和下限生活的。
  • 極端地球地點 - 這一組包括儘可能多的地點,將環境引數推向實用性的極限。某些引數可能在達到限制值後就沒有任何實際用途,即使存在超出限制值的條件。
  • 近地空間 - 這些地方從約 200 公里高度的最低可用地球軌道開始,向上延伸至地球逃逸能量的 10% 以上。
  • 遙遠空間
圖 5.1-1 - 通用開發模型。

圖 5.1-1 是一個非常初步的圖表,顯示了通用位置的功能元素和流程。功能必須追溯到至少一個專案目標或要求,否則它們就是不必要的。這可以是直接引用來源,也可以是透過分析間接推導。對於此圖中的元素,至少有一個來源,它們證明了其包含的合理性

  • 整個圖表 - 多個地點將構成整個專案,因此整個圖表是更高級別圖表中的一個元素。地點的需求來自 1.1 專案目標 - "...一系列新地點..."。
  • 提供生產能力 - 來自 2.3 技術改進 - "...提高自產水平..."。
  • 提供居住能力 - 來自 1.2 專案規模 - "...永久支援新地球地點總計至少 95,000 人,每個新空間地點至少 2,000 人。" 我們將一個特定地點生活的物質支援稱為居住。
  • 提供運輸能力 - 間接來自 1.1 專案目標 "...擴充套件人類文明..."。新地點不會與現有文明或彼此隔絕,因此它們需要運送人員和物資進出,以及運送產品出行的能力。它更直接地來自 "...一系列新地點...",因為新地點的存在本身就需要運輸來建立它們。

進出圖表以及功能之間的流程可以包含任何型別的硬體、軟體、資料或人員。以後的分析將確切地定義每個流程包含的內容,但它們必須遵循流程守恆的規則。這來自物質事實,即物品不會憑空出現或消失。因此,劃分或組合流程必須在兩側總計相同,輸入和輸出到功能也是如此(儘管功能可能會轉換流程的型別)。流程守恆確保了系統的所有輸入和輸出都得到考慮和解釋。在這個初步圖表中,我們只確定了一些主要的流程。

為了繼續功能分析,我們將三個頂層功能分解為更低級別的元素。將功能劃分為更詳細的功能會在大型系統內部建立邏輯邊界。然後,這將識別跨越內部邊界的流程,並建立更簡單的元素進行設計。低級別功能應具有內部一致性或相關性。由於劃分是邏輯上的,而不是物理上的,因此可以以不同的方式進行,而且經常會這樣做以開發替代設計。對系統性質的充分了解對於開發低級別功能非常有幫助,而低級別功能反過來可能需要專業知識。

作為開始,我們可以根據過去的經驗建立一個低級別功能列表。它們很可能會相互強烈互動,在子功能之間存在許多流程,因此流程圖可能過於複雜而無法使用。我們將考慮使用表格或電子表格。我們還將識別整體位置的輸入和輸出類別。一個地點與其環境在物理上是相連的,並且與其他地點以及整個文明互動,因此跨越地點邏輯邊界的流程是分析的一部分。然後,輸入和輸出將在以後分配給更詳細的功能。

位置輸入

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  • 能源
  • 食物來源
  • 水源
  • 零件和材料供應
  • 工具和機器供應
  • 土地輸入
  • 人力輸入
  • 資金輸入
  • 資訊輸入

位置輸出

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  • 剩餘能源
  • 剩餘食物
  • 剩餘水
  • 剩餘零件和材料
  • 剩餘工具和機器
  • 剩餘土地
  • 剩餘人員
  • 資金輸出
  • 資訊輸出
  • 廢物輸出

生產函式

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  • 控制地點
  • 供應電力
  • 提取材料
  • 加工材料
  • 製造零件
  • 儲存庫存
  • 組裝元件
  • 種植有機物

居住功能

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  • 抵禦外部環境
  • 控制內部環境
  • 提供食物
  • 維護健康
  • 提供個人物品
  • 提供資訊

運輸功能

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  • 運送散裝貨物
  • 運送精密貨物
  • 運送人員

[從第 4.1 節中提取的內容]

初始專案分析

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專案需求

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初始專案需求的制定是透過仔細研究專案目標和益處、通用系統工程經驗以及自然和人為約束來完成的。我們將總體目標分解成更具體的陳述,並加入可衡量的引數。我們還考察了我們對設計方法的想法以及專案中包含的首批元素,以檢視它們是否會產生任何需求。我們對最終結果的陳述進行了整合和規範,從而建立了首批頂層需求草案。一些數值是任意的,但我們需要設定一個起點,以便在設計不斷演變的過程中進行調整。

1. 目標
  • 1.1 專案目標 - 該專案將把人類文明擴充套件到一系列新的地點,這些地點的環境和距離將越來越困難。
  • 1.2 專案規模 - 擴充套件將透過在新的地球地點永久支援至少 95,000 人,以及在每個新的太空地點永久支援至少 2,000 人來證明。
  • 1.3 選擇 - 特定地點及其內部組織、功能和執行將由專案參與者和地點居民在設計約束範圍內選擇。
2. 效能
  • 2.1 地點數量 - 該設計應最大限度地增加新地點的數量,其中新的定義為環境引數或距離(以時間或能量指標衡量)至少增加 10%。
  • 2.2 增長 - 每個地點應以漸進的方式提高生產、居住和運輸能力。
  • 2.3 改進技術 - 地點應以漸進的方式提高自產、迴圈流和自治水平。
  • 2.4 改進生活質量 - 完成的地點應提供比地球文明前 10% 更好的物質和社會生活質量。
  • 2.5 資料 - 該專案應收集和傳播 [待定] 關於地球環境、周圍空間以及其中物體的相關資料。
  • 2.6 資源 - 該專案應輸出至少 100% 內部材料和能源資源需求的生命週期盈餘。
3. 時間表
  • 3.1 完成時間 - 在技術進步表明需要重新設計之前,應完成擴充套件到新地點的任務。
4. 成本
  • 4.1 總開發成本 - 新技術和硬體設計總專案開發成本應小於地球單位成本的 50 倍,以及硬體在太空的單位成本的 5 倍。
  • 4.2 新地點成本 - 新地點的峰值淨專案成本應小於預期長期淨產出的 50%。
  • 4.3 地球發射成本 - 該專案應逐步降低地球發射成本在系統總成本中的比例,目標為總系統質量的 0.08 美元/公斤。
5. 技術風險
  • 5.1 風險容忍度 - 專案設計應包含知識、效能、故障率和其他技術引數中的不確定性和未知因素的容忍度。專案計劃中可以包括風險更高的全新設計,但應包含解決風險的流程,並維護風險較低的替代設計,直至風險得到解決。
6. 安全
  • 6.1 新地點風險 - 新地點應逐步降低內部生命財產風險,目標是比一般人群的風險顯著降低。
  • 6.2 人口風險 - 該專案應顯著降低自然和人為風險,包括專案造成的外部風險,這對一般人群而言。
7. 可持續性
  • 7.1 生物圈安全 - 該專案應透過建立替代生物圈和長期儲存生物材料來提高生物圈安全。
  • 7.2 生存能力 - 該專案應設計用於從地球發生的變化中長期生存,這些變化將導致地球無法居住以及關鍵資源枯竭。
8. 開放性
  • 8.1 開放式設計 - 專案中開發的技術和設計方法應向其他人開放使用。特定設計例項和生產的專案可能屬於專有財產。
  • 8.2 訪問 - 開發新地點不應妨礙對交通或未利用資源的合理訪問。

評估標準

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設定如上所列的離散專案需求不太可能成為最佳值,而且也不利於在設計方案之間進行選擇。為此,我們選擇引數來衡量我們不斷發展的設計,並將其引導到首選結果。我們透過再次仔細檢視所有已完成的工作來確定這些引數,並選擇在專案層面最重要的引數。選擇之後,我們對其進行縮放和調整,使其相互之間的相對重要性發生變化,以便可以為每個設計選項或變體確定一個分數。我們最終的標準及其評分方式如下

標準 權重 (分數) 評分公式(百分比) 備註
1.2 程式規模 (每個位置) 3.0 ln(每個地點的平均人口/100) x 25% 人口是指增長後的地點最終設計規模
1.2 程式規模 (所有位置的總和) 4.5 ln(所有地點的總人口/5000) x 25% 人口是指增長後的總設計規模
2.1 位置數量 (計數) 3.75 實際地點數量 > 最小規模 @ 1% 每個 最小規模 = 最終規模 / 增長到最終規模的年數
2.1 位置數量 (範圍) 3.75 環境、時間和距離範圍內的步驟 @ 0.5% 每個 10 個引數和步驟定義來自上述討論 2.1
2.2 增長 (年增長率) 5.0 (所有地點的年 GDP 等效增長率 - 2.5%) x 10 內部生產按市場價格估值
2.3 改進的技術 (當地資源) 1.0 來自專案地點的本地資源百分比 按公斤(質量)或焦耳(能量)
2.3 改進技術(自產) 1.0 來自專案地點的成品百分比 按經濟價值
2.3 改進技術(迴圈流) 1.0 地點物質流再利用百分比 包括推進劑,但不包括用於增長或銷售的生產
2.3 改進技術(自動化) 1.0 人類勞動小時減少百分比 相對於當前技術
2.3 改進技術(自主性) 1.0 從地點內部所需的勞動力和控制百分比 基於必要的地點功能
2.4 生活質量(GDP) 5.0 (等效 GDP - 20,000 美元)/1600 包括內部生產和勞動的價值
2.6 資源(盈餘) 5.0 ln(材料和能量輸出/內部使用)/ln(2) x 25% 在專案生命週期內。在 -100% 處裁剪
4.1 總開發成本(地球) 14.0 - S (平均單位成本/總開發成本) x 1000 S = 14 x (太空/總計) 開發成本
4.1 總開發成本(太空) S (平均單位成本/總開發成本) x 100 見上文 S
4.2 新地點成本(地球) 14.0-S2 [(ln(0.25x 美國人均資本/地點成本))/ln(2) x 25%] + 100% 包括美國資本的土地價值。S2 見下文
4.2 新地點成本(太空) S2 [(ln(0.5 美國人均資本/地點成本))/ln(2) x 25%] + 100% S2 = 14 x (太空人數/專案總人數
4.3 地球發射成本(美元/公斤) 7.0 log(1600 美元/(LEO 運輸/總系統質量)) x 20% 總質量包括本地空間資源
5.1 技術風險津貼(%) 5.0 (50% - 技術不確定性容忍度) x 2 包括效能和設計不確定性
6.1 新地點風險(相對) 7.5 [ln(0.25x 一般傷亡風險/地點風險)/ln(2) x 25%] + 100% 傷亡風險包括生命和財產
6.2 人口風險(相對) 7.5 (一般人口風險降低百分比) x 5 來自自然和專案原因。不允許增加風險。
7.1 生物圈安全(物種-地點) 5.0 [(log(在自然範圍之外維持的物種 x 地點數量)) - 1] x 20% 體內或儲存,人類是一種物種
7.2 生存能力(相對) 5.0 (關鍵風險補償百分比) x 5 包括所有文明級別的風險
總計 100 將上述每行的部分分數加起來 x 權重
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