核聚變反應堆則有可能輸出足夠功率——功率指單位時間內釋放的能量——將自身送入軌道，儘管其全生命周期產出的能量，早已遠超入軌所需能量。我將這類能實現入軌的假想核聚變反應堆，稱為**緊湊型反應堆**。如果能造出這種反應堆，自然再好不過；即便造不出來，我們也有替代方案：用核聚變驅動太空電梯、軌道環、發射環，將物資送出星球。
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一旦脫離星球引力，核聚變反應堆或聚變發動機的功率大小就無關緊要了——持續數小時、數天的緩慢加速，和幾分鐘內耗盡燃料的快速加速，效果完全一樣。這也是為什麼離子推進器在太空中很實用，但用於入軌卻毫無用處：它能讓飛行器達到遠超傳統火箭的最終速度，但需要漫長時間加速，根本無法突破地球軌道。
無論是星際旅行還是行星際旅行，花費較長時間加速、減速都無關緊要。順便一提，我們常說的「聚變火炬推進器」，理論最高速度約為光速的10%——這是攜帶燃料實現加速、減速能達到的近似極限，不過這個話題我們改天再聊。
現在，我們來探討核聚變對經濟的實際影響。首先，核聚變並非無限能源，但它能利用宇宙中最常見的物質產生能量，單位重量產出的能量，是汽油、煤炭的數百萬倍。美國經濟體每天需要消耗數艘超級油輪的石油，而一艘裝滿核聚變燃料的超級油輪，足以支撐美國經濟體運轉數千年。
這一點，對於遠離太陽、無法使用太陽能的深空定居點而言至關重要：即便需要進口燃料（而非直接提取周圍稀薄的宇宙氣體），也能在遠小於棲息地的空間內，儲存可供數百萬年使用的能源，維持棲息地運轉。接下來，我會通過具體數據計算：維持一個人舒適生活一個世紀（漫長的一生），包括種植食物所需的能量，需要多少核聚變燃料（普通氫或氘）。
先說說更直接的影響：我們知道，核裂變能提供廉價電力，核聚變更是如此，但廉價電力無法直接用於汽車——我們不可能在汽車裡裝一座裂變反應堆。說真的，所謂的核能汽車完全是無稽之談。我們可以用電池，但電池的性能實在太差。如果未來電池能量密度能大幅提升，太陽能會成為更優選擇；但如果電池技術沒有突破，而我們擁有了核聚變，就能獲得源源不斷的「汽油」，且無需擔心大氣中二氧化碳超標。
為什麼會這樣？因為化石燃料和碳氫化合物是優質能源：高溫下與氧氣接觸會燃燒，碳氫化合物分解為水、氫和二氧化碳，同時釋放熱能。這個過程可以逆向操作：將水和二氧化碳重新合成碳氫化合物和氧氣。正向燃燒釋放能量，逆向合成則需要消耗能量，而且消耗的能量，遠多於正向燃燒釋放的能量。這並非什麼高科技，只是簡單的基礎化學，目前這麼做毫無意義。但如果大型核聚變反應堆能提供近乎無限的廉價能源，即便生產一加侖汽油需要消耗10億焦耳能量（而汽油本身僅含1.3億焦耳能量），也無關緊要。
普通的5號電池售價約1美元，和一加侖汽油價格相差不大，但電池儲存的能量還不到汽油的千分之一，充電損耗的能量也遠多於儲存的能量。但勝在便攜，所以依然有價值。而有了廉價核聚變能源，我們就能獲得無限、廉價且碳中和的碳氫燃料——只需從空氣中提取二氧化碳和水，就能合成。
當然，如果未來電池能量密度能超過化石燃料，我們就沒必要這麼做了，但目前我們還沒有這種電池，而且電池的能量損耗速度，也遠快於汽油。
有了廉價核聚變，我們不僅擁有廉價能源和燃料，還能擁有廉價化肥。我們常用的氮肥，大多通過哈伯法合成氨製備。有了廉價電力，我們可以電解水獲取氫氣，再從空氣中提取氮氣，合成氨——我們曾多次討論過，如何利用這種方法，將當地物質轉化為可供呼吸、飲用的資源。
如此一來，氮肥的成本會大幅降低。至於磷肥等其他主要化肥，獲取成本也會下降。磷元素在自然界中分布零散，很少有密集易開採的礦脈，因此成本較高。但有了廉價能源，我們可以通過多種高能耗但簡單的方法（甚至離心機這類簡單設備），從低濃度礦源中提取磷。
這個原理適用於所有礦產：即便不考慮這點，核聚變也能讓小行星採礦變得經濟可行。各類物質的回收利用，成本也會大幅降低，效率顯著提升。水資源同理：地球表面70%以上被水覆蓋，但淡水資源短缺，因為大部分是無法直接飲用的海水。但有了廉價能源，海水淡化成本會變得極低，足以用於農業灌溉——乾旱將不復存在，因為我們永遠不缺水，還有廉價能源灌溉農田。
我們還能擁有廉價、碳中和的塑料或聚碳酸酯板材，用於建造溫室。溫室能大幅減少用水量，維持適宜溫度，再加上廉價能源供暖，沙漠和凍土都能變成耕地。溫室里溫度適宜、化肥充足，糧食產量遠超工業化前的傳統農業，提升數個數量級。
這還不是全部：你可能聽說過垂直農業——多層堆疊種植作物的模式。除了一些誇大其詞的文章，現實中垂直農業通常只建幾層，原因在於：植物對陽光的利用率本就不高，但也沒低到能堆疊幾十層種植的程度；而且摩天大樓的建造成本，遠高於普通建築，普通建築又遠低於廉價溫室，溫室又遠低於直接利用土地。
有人會說，用高效LED燈給摩天大樓里的垂直農場補光不就行了？這話沒錯，但補光需要消耗巨額能源，性價比遠不如其他增加糧食產量的方式。但有了廉價核聚變，這一切都不再是問題。
接下來，我們來計算垂直農業、地下農業、空間站/宇宙飛船水培種植的能耗：生產1卡路里（準確說是1千卡）可食用食物，或是維持一個人一年所需食物，需要多少能量？這個數值很難精準估算，所以為了簡化，我會用取整後的粗略數據，而非精確數值。
先從最原始的狩獵採集時代說起：當時養活一個人，大約需要1平方英里的土地，所有能量都來自太陽能。換算下來，每人每年消耗約10^16焦耳太陽能。
到了中世紀，20英畝的農田就能養活一個家庭，土地利用率提升了約100倍，每人每年消耗約10^14焦耳能量。
核聚變的能量轉化率約為總質量的1%（即愛因斯坦質能方程E=mc²）：完全質量轉化的能量密度約為每千克10^17焦耳，核聚變轉化則約為每千克10^15焦耳。
這意味著：狩獵採集時代，維持一個人一年所需的太陽能，僅需10千克核聚變燃料；前工業化時代，僅需0.1千克，大概一玻璃杯的量。在這個能量尺度下，其他所有能源消耗都微不足道——普通美國人每年消耗數千億焦耳能量（相當於數千加侖汽油），換算下來，還不到1克核聚變燃料。
再看現代農業和水培種植：用LED燈精準補光，僅提供植物生長所需的光線（植物主要吸收紅光，正午陽光的利用率也很低）。數值難以精準計算，但經過優化後，一個客廳或大臥室大小、多層堆疊種植架的空間，消耗約10千瓦電力，就能養活一個人，甚至可以更低，僅需幾千瓦。10千瓦的能耗，和人類其他日常活動能耗相當，每年約數千億焦耳。
我們還需要肉類、綠葉蔬菜、公共綠地等，因此，我將人類年總能耗粗略估算為1萬億焦耳，僅需1克核聚變燃料。我一直稱之為「核聚變燃料」，是因為目前我們還不確定最終會用哪種燃料——普通氫是宇宙中最常見的物質，理論上最理想，但目前研究重點集中在氫、氦的各種同位素上，比如氘（儲量依然極其豐富，只是不如普通氫），這類同位素更容易發生核聚變。萬事開頭難，得一步一步來。
但這意味著：無論用哪種核聚變燃料，每年1克，就能讓一個人過上舒適的生活，即便在遠離太陽、只能看到繁星的深空棲息地也不例外。1千克核聚變燃料，足以讓一個人一生都過上極其奢華的生活；10噸核聚變燃料，能讓一個中等國家大小、擁有10萬居民的區域，或是一座大型奧尼爾圓柱體（封閉生態棲息地），依靠人造太陽維持自然生態保護區運轉近十年。
一艘超級油輪大小、從木星運來核聚變燃料的運輸船，一次運輸的燃料，足以支撐這樣的區域運轉數千年。記住這個數據，後續我們會反覆提及：宇宙中最常見物質，僅需1千克，就能讓一個人一生過上奢華生活，綽綽有餘。
這就是核聚變能源真正的影響力，也是它備受追捧的原因：它不僅能降低電費，擺脫對化石燃料的依賴、解決相關環境問題，更會徹底顛覆資源稀缺的格局，大幅提升人類能舒適承載的人口上限。這場變革，比弓箭、農業、綠色革命帶來的變革，加起來還要巨大。
今天的內容就到這裡。下次，我們會按原計劃，聊聊流浪行星，屆時你會明白，為什麼我認為這類星球不僅適合殖民，而且值得殖民。之後，我們會詳細講解旋轉棲息地，最後再深入探討星際殖民，以及在核聚變經濟背景下，我們對星際殖民的諸多固有認知，會發生怎樣的改變。