保羅·伯奇曾計算過，這種降溫過程僅需數百年。我們還可以在行星最低溫與最高溫區域之間建造冷卻塔，加速降溫。比如漂浮城市可以等待地表大氣溫度降低後，建造太空噴泉托起建築，同時將熱量更快地排出金星。
在為行星降溫的同時，我們可以從大氣中提取氮，引入水或氫來製造水。數百年後，用覆蓋層蓋住凍結的乾冰海洋，再移除部分太陽盾，讓溫度回升至地球標準。
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為金星創造與地球相同的自轉周期是另一個難題，我們稍後會再探討。
首先，我們簡單聊聊大氣不足的星球，比如火星和月球。我之前提到過，人們常常錯誤地認為這些星球因體積太小而無法留住大氣。這一觀點有一定道理，但並非人們所想的那樣。
任何氣體在特定溫度下，都有對應的分子平均運動速度，這個速度被稱為方均根速率。屏幕上的公式可以計算該速率，表格展示了地球標準溫度下，各種常見氣體的方均根速率。
請注意，溫度單位為開爾文，速度與溫度的平方根成正比。也就是說，若想讓速度翻倍，溫度需要變為原來的4倍。人類生存的溫度約為300開爾文，4倍即為1200開爾文，比金星和水星的溫度還要高。即便速度翻倍，大多數氣體的運動速度仍低於月球的逃逸速度（僅為地球的五分之一多）。
當然，並非所有粒子的運動速度都相同，部分粒子速度會更快，遵循玻爾茲曼分布曲線，這種逃逸方式被稱為**熱逃逸**。在任何時刻，都有極小部分氣體（約百萬分之一）的運動速度是正常速度的4倍。這意味著，地球每年會因熱逃逸損失約10萬噸氣體，幾乎全部是氫和氦。
行星溫度越低（如火星），氣體逃逸量越少；逃逸速度越低（如火星），氣體逃逸量越多。儘管10萬噸每年聽起來數量龐大，但地球大氣質量是這個數字的500億倍。即便火星、月球這類星球，通過熱逃逸損失大氣也需要地質時間尺度。
但這並非大氣逃逸的唯一方式，我們已知另外兩種：氣體被岩石吸收（封存作用），或是被核爆、彗星和小行星撞擊吹散。
還有一種更主要的逃逸方式：氣體粒子被輻射撞擊，直接脫離大氣。想像一顆氦原子在行星上層大氣遊蕩，被伽馬射線、X射線等高能光子擊中，會瞬間吸收光子的全部動量。
如果這顆氦原子位於行星的晨昏線，且行星正遠離太陽自轉，它會額外獲得行星自轉的動量——就像我們從西向東發射火箭，藉助地球自轉進入軌道一樣。
如果氦原子本身正向該方向運動，同時獲得行星自轉和光子的動量，其總能量與動量足以讓它飛入太空。這種方式造成的大氣逃逸量，遠大於熱逃逸。
這也是我們常說磁場對行星宜居性至關重要的原因：不僅是未被大氣和磁場過濾的太陽輻射對生命有害，還因為沒有磁場阻擋高能粒子，更多粒子會被撞離大氣；磁場還能將氫、氮、氧等帶電粒子偏轉回大氣。
其中還有更多細節，比如金星幾乎沒有磁場，溫度遠高於地球，卻擁有稠密大氣。
無論如何，任何逃逸速度達到數千米每秒的行星、衛星，只要能屏蔽高能粒子和輻射，就能在人類時間尺度內長期留住大氣。屏蔽磁場的方式有很多，我們後續也會講到。
你偶爾會聽到有人提議，讓火星內核重新旋轉以產生足夠的磁場。這在理論上可行，但遠比向深井投擲核彈困難得多。如果你看過電影《地心搶險記》，片中地球內核停止旋轉，主角團隊深入地心重啟內核，請完全忽略片中所有所謂的科學設定。說實話，我在一些50年代的老科幻電影裡，都見過更靠譜的科學設定，比如《指揮官科迪》系列中，角色不穿太空衣在月球行走，或是乘坐外殼滾動的火箭起飛。
當然，我們可以投放數百萬枚核彈，重新加熱並旋轉行星內核，但在此期間，人類無法在行星上生存——物體受熱會膨脹，由此引發的地震，會讓地球的大型地震看起來像輕微震動，且這種地震可能持續數百年。
因此，更可行的方案是採用人工方式：圍繞行星建造太陽能衛星環，產生磁場。這比熔化行星內核數萬億噸的鐵鎳，更節能高效。
同樣，就像太陽盾一樣，我們可以在行星與太陽的拉格朗日L1點放置磁偏轉器，阻擋太陽風。另一種方案是直接用物質阻擋輻射，就像在行星上建造厚重穹頂一樣，我們可以在行星軌道或拉格朗日點，部署多層超薄材料屏障。
這些方案都需要維護和部件更換，但質量遠小於行星內核，且很多行星本身擁有小型衛星，可小心粉碎後製造這類屏障。
超導磁體在太空中更容易維持運行，隨著技術進步與成本降低，人工磁場會成為更可行的選擇。我們已經在研究這類防護系統，比如用於星際飛船的系纜磁盾設計，既能提供輻射防護，又能產生人工旋轉重力。
如果你看過軌道環相關，就會知道圍繞行星建造巨型超導環是可行的，至少比重啟行星內核容易得多，也能為月球這類自身無法產生足夠磁場的星球提供防護。
這一方案也適用於金星，儘管金星整個星球（不僅是內核）都處於熔融狀態，但因自轉周期過長，幾乎沒有磁場。水星的地球化改造也是同理：距離太陽極近、質量比火星還小、自轉周期長達數月，但同樣可以進行地球化改造。
我們可以為水星建造太陽盾、人工磁場，用軌道鏡反射光照，避免晝夜長達數月。在水星建造基地並不困難：在沒有大氣傳導熱量的區域，將基地架在導熱性差的堅固支柱上，再用閃亮的金屬傘遮擋陽光，我有時稱之為「蘑菇棲息地」。
水星的表面重力與火星幾乎相同——儘管水星體積更小，但密度更高，因為大部分輕元素都已被蒸發。因此，水星本地無法獲取水和大氣。
我們尚不清楚火星和水星的表面重力，長期來看是否適合人類生存，大概率是可以的。但正如我之前提到的，我們可以建造旋轉基地，結合自然重力和旋轉重力，獲得更舒適的重力環境。
既然基地已經架在支柱上、有遮陽傘，在幾乎沒有大氣的環境中旋轉基地，難度並不大。我們也可以通過在拉格朗日點放置太陽盾，讓行星冷卻數十年。
大多數太陽系擴張構想，最終都會將行星開採殆盡，用於建造人工棲息地，因此我通常不會過多思考這類星球的地球化改造。但即便如此，拆解行星也至少需要數千年，所以在利用水星陽光提取礦物用於出口時，建造支柱支撐的蘑菇基地是非常合理的選擇。
即便效率最大化，完成這一過程也需要數千年，即便是水星這樣重力和質量更小、光照和能源更充足的星球也是如此。
我們還談到了自轉周期，大多數行星的自轉周期都不符合人類習慣。火星的自轉周期與地球幾乎一致，但金星和水星則完全不同，木衛三、木衛二、月球等大型衛星，自轉一周需要數天甚至數周。
我們在宜居行星系列討論過擁有地球類自轉周期的衛星案例，但大多數衛星的自轉周期並非一天，質量也與地球不同。
如果行星自轉周期不符合要求，該如何創造24小時的晝夜？我們提到過鏡面，通過組合使用軌道鏡和遮光板，可以人為製造24小時晝夜（僅改變光照周期，而非行星實際自轉速度）。
這一工程規模龐大且複雜，但遠比重啟行星內核簡單。儘管如此，它仍可實現。我們無需藉助超級科學，就能改變行星的自轉速度。
這並非易事，但在某些方面，比重啟行星內核製造磁場更容易。如果行星自轉過快（地球早期的自轉周期曾為12小時），我們甚至可以在減緩自轉的同時，收集能量用於地球化改造。
地球當前的自轉動能約為2×10²⁹焦耳，這是一個極其龐大的能量——相當於太陽照射地球30年的總能量。這也告訴我們，僅依靠太陽能完成這一工程需要多久，或是需要多長時間，才能避免向行星投放過多能量導致熔化。
改變行星自轉的能耗，與重啟行星內核產生磁場的能耗大致相當。
該如何實現呢？我們可以在行星上安裝火箭推進器，或是引爆數百萬枚核彈，但更好的方案是建造巨型高塔穿透大氣，將軌道鏡對準高塔（類似大型水車），或是將軌道鏡對準行星邊緣，利用能量同時從土壤中提取大氣。
這一過程需要漫長時間，但這無關緊要，因為改變行星自轉速度必須緩慢進行，讓星球物質有時間穩定。減速的原理相同，且還能收自轉能量。
行星自轉並非最易獲取的能源，但我們不應浪費。
調整行星公轉周期的原理類似，但改變公轉周期，同時會改變行星接收的光照量。需要注意的是，地球繞太陽的公轉動能，約為自轉動能的1萬倍。
拋開能源問題不談，在數百萬年內以非破壞性方式改變公轉周期，難度極大。通常我們會使用**引力牽引器**：將月球這類天體置於行星軌道，當它位於太陽另一側時，將其推離行星；當它靠近太陽時，將其拉回行星。這樣能在保持天體相對位置不變的同時，推動行星遠離太陽，反向操作則可讓行星靠近太陽。
我們可以用巨型太陽帆接收光照實現這一操作，但帆體不能太薄，也不能一次性接收過多能量，否則會飛離。這與我在巨型建築、《戴森球困境》中提到的，用於移動行星、恆星甚至星系的夏洛克推進器原理相同。這並非超級科學範疇，只是需要蠻力推進，就像一下午用石頭在小溪堆出小水潭，與建造中國長城的區別：原理相同，但時間和精力投入天差地別。
關鍵在於，即便擁有無限能源，也不能過快移動行星，否則會將行星加熱。普通行星的公轉動能，與汽化行星所需能量處於同一量級，因此不能一次性施加全部能量。
另一方面，由於能耗與汽化行星相當，有人會指出，將整個行星改造成數萬億個軌道棲息地，獲得的宜居面積是行星本身的數百萬倍，這顯然更合理。
地球的自轉動能相當於太陽照射地球30年的能量，公轉動能則相當於約50萬年的光照。這類過程消耗的能量，大部分會轉化為熱量。因此，若不想烤焦行星，即便有能力加速，也必須極其緩慢地推進。
毫無疑問，使用軌道鏡或遮光板模擬效果，永遠會更快、更簡便。因此，移動行星或許只有一種場景會實施：隨著恆星老化升溫，將行星緩慢推離恆星，這一過程需要數十億年，我們也理應這麼做。
行星自轉軸傾角也可以用類似方式調整，更接近改變自轉周期，而非公轉周期。原理相同：利用引力牽引器或其他方式，耗時漫長、依靠蠻力，但可以實現。
重力則更難調整：如果不適應行星的重力，只能通過增減質量改變。如果重力低於地球標準，可以建造旋轉棲息地，結合自然重力和旋轉重力；如果重力高於地球標準，唯一的方法是在城市上空懸掛超高密度物質（如鎢、中子星物質），局部抵消重力。
這並非完全不可行，但生活在數億噸物質下方，人們可能會感到不安。反過來說，如果你住在摩天大樓低層，頭頂也有數千噸物質，幾千噸、幾億噸、一萬億噸的物質墜落，結果都是致命的。
重力也很難通過生物改造適應：低重力可能問題不大，但高重力會帶來極大風險，在高重力星球洗澡時滑倒，都可能摔斷全身骨頭。
我們在質量投射器和發射環中討論過，質量投射器運送人類的最大限制，是人類無法承受過高的加速度。根據愛因斯坦的等效原理，加速度與重力等價。
因此，除非發明科幻作品中常見的人工重力（主要是為了方便拍攝零重力場景），重力遠高於地球的星球並不適合地球化改造，即便准地球化改造也不現實——除非你願意將意識轉移到鈦合金骨骼的機械軀體中，公平地說，很多人可能會接受這一方案。
但我通常會聚焦於無需機械改造或大量基因調整的方案，儘管我本人本質上是超人類主義者或外推主義者。
關鍵在於，如果我們掌握了製造或抵消重力的技術，就像掌握蟲洞、永動機一樣，整個研究格局會徹底改變，我認為沒有必要再進行分析。如果我們能找到開啟平行無人宇宙的通道，那麼除了科學研究或榮譽性探索（如攀登珠穆朗瑪峰）之外，所有太空探索都失去了意義——我們多次攀登珠峰，卻從未在那裡建造城市。