第 5.1 节:人类扩张 (第 5 页)
在这样的概念设计中,我们希望建立一个或多个程序概念。这些概念以一般的方式描述了程序的运行方式。然后,我们开始一个将此一般描述分解为更详细步骤的过程,称为功能。功能通常将一组输入转换为一组输出。这些输入和输出称为流,可能包括任何类型的实体:人类、数据、硬件、能量。功能不定义转换如何发生,而只是它们会发生。如何体现在设计解决方案或替代方案中,这将在以后进行。
人类文明已经存在,并且在人口、能源使用和 GDP 方面都在扩张。已经存在太空计划。因此,第一个程序概念,我们将称之为现有基准,就是简单地继续目前的活动,而不添加任何新的内容。任何其他程序概念都需要得分高于基准,才能证明继续执行它们的合理性。我们在第 2 页描述了基于特定设计方法的初始程序概念。为了完成一项彻底的工作,我们应该检查其他设计方法,看看它们是否会导致有希望的概念。鉴于目前只有一个作者在贡献本节,因此其范围将限于检查其他人已经提出的方法。这里有机会让其他个人或团队通过更多的方法和概念来补充这项工作。重要的是在公平的基础上比较备选方案,使用相似的目标、评估标准、技术水平和成本估算方法。
我们用来比较程序的一些标准是相对于现有文明的特征得分的,因此,作为起点,我们将确定这些参数的当前状态。此功能分析的初始版本是在 2012 年末编写的,因此我们将使用 2013 年初作为“当前”。如果整个概念设计过程花费很长时间,则应将信息更新到新的当前日期。建议在下次更新时使用 2015 年。
温带范围定义为目前 90% 的人口居住的地方,更困难和极端的环境分别超过该范围的 10% 和 20%。关于人们居住地与环境条件之间关系的分析将在第 5.2 节 - 环境范围设计研究中单独开发。由于绘制人们居住地的细节众多,因此分两步进行。下表列出了温带范围边界的初始估计,以及困难和极端范围的内边界值。当环境范围研究的第二部分完成时,这些将被更新。
参数 | 单位 | 温带低 | 温带高 | 困难低 | 困难高 | 极端低 | 极端高 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
环境温度 | 开尔文度 (摄氏度) | 260 (-13) | 310 (37) | 234 (-39) | 341 (68) | 208 (-65) | 372 (99) |
供水量 | (米,吨)/平方米/年 | 0.25 | 2.5 | 0.225 | 2.75 | 0.20 | 3.0 |
环境压力 | 千帕气体 | 80 | 100 | 72 | 110 | 64 | 120 |
地面压力 | 兆帕液体/固体 | 0.25 | 2.0 | 0.225 | 2.75 | 0.20 | 3.0 |
能量供应 | 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 |
辐射剂量 | 毫西弗/年 | 1.0 | 13 | 0.9 | 14.3 | 0.8 | 15.6 |
Ping 时间 | 秒 | 8 毫秒 | 100 毫秒 | 7.2 毫秒 | 110 毫秒 | 6.4 毫秒 | 120 毫秒 |
旅行时间 | (小时,天) | 8 小时 | 48 小时 | 7.2 小时 | 53 小时 | 6.4 小时 | 58 小时 |
停留时间 | 年 | 25 | 70 | 22.5 | 77 | 20 | 84 |
运输能量 | 兆焦/公斤 | 0.22 | 2.25 | 0.2 | 2.5 | 0.18 | 2.75 |
添加:物质资源和环境毒素
我们可以通过观察世界发展趋势和现有太空计划来定义我们现有的基准,直到 GDP 或新技术的项目中的不确定性大于我们估计值的 50% 为止。到那时,未来太不确定,无法合理地预测,因此我们停止。此类概念设计研究的未来更新,将在 5 年或 10 年后完成,届时可以预测到新的不确定性范围。其他程序概念也将有一个受不确定性限制的时间范围,并且应该明确地识别这些限制是什么。在检查世界发展和现有太空计划时,我们不需要检查它们的每个细节,而只需要检查影响我们选择的评估标准评分的部分。
我们使用之前关于评估标准的表格,并将其应用于当前基准。
标准 | 权重 (分数) | 分数 | 备注 |
---|---|---|---|
1.2 程序规模 (每个位置) | 3.0 | 118% | 基于每 27,000 个美国场所的人口平均数为 11,250 |
1.2 程序规模 (所有位置的总和) | 4.5 | 163% | 基于 350 万人生活在超过正常环境范围 10% 的地方 |
2.1 位置数量 (计数) | 3.75 | 311% | |
2.1 位置数量 (范围) | 3.75 | 22% | |
2.2 增长 (年增长率) | 5.0 | 5% | 基于来自会议委员会的 3% 增长预测 |
2.3 改进的技术 (当地资源) | 1.0 | 20% | 基于 20% 的当地食物和制造业 |
2.3 改进技术(自产) | 1.0 | 20% | |
2.3 改进技术(循环流) | 1.0 | 5% | |
2.3 改进技术(自动化) | 1.0 | 0% | 由于这是基线,因此没有从基线减少 |
2.3 改进技术(自主性) | 1.0 | 20% | |
2.4 生活质量(GDP) | 5.0 | -6.25% | 2012 年世界人均 GDP 为 10,000 美元 |
2.6 资源(盈余) | 5.0 | 0% | 根据定义,世界没有净盈余 |
4.1 总开发成本(地球) | 14.0 - S | 217% | 基于 2.3% 的经合组织研发/GDP |
4.1 总开发成本(太空) | S | 50% | S = 0.0007 |
4.2 新地点成本(地球) | 14.0-S2 | 115% | 美国资本 = 每人 200,000 美元,世界 = 每人 33,000 美元 |
4.2 新地点成本(太空) | S2 | -134% | S2 = 14 x 10-9,太空 = 每人 6600 万美元 |
4.3 地球发射成本(美元/公斤) | 7.0 | -9.3% | 基于猎鹰 9 号的成本 |
5.1 技术风险津贴(%) | 5.0 | 100% | 由于这是现有基线,因此没有不确定性 |
6.1 新地点风险(相对) | 7.5 | 50% | 整个世界的相对风险为 1.0 |
6.2 人口风险(相对) | 7.5 | 0% | 没有变化,因为这是基线 |
7.1 生物圈安全(物种-地点) | 5.0 | 80% | 包括动物园和种子库 |
7.2 生存能力(相对) | 5.0 | 0% | 没有变化,因为这是基线 |
总计 | 100 | 76.7 | 估计总得分 |
我们的新计划概念首次在第 2 页以一般方式提出。基本方法是通过开发先进技术来实现扩张,然后在更困难的环境中建造一系列新的地点,并在每个地点内增加规模和技术性能。显而易见的函数分解方法是首先按技术级别进行分解,这定义了可以构建的内容,然后是地点,由一组环境条件定义。随着技术的不断发展,这些地点将升级到目标规模和性能级别。“地点”是一个通用环境,例如热带海洋或近地轨道。具体地点的选择留待以后。为了确定需要多少个升级阶段,我们将根据第一阶段可以达到的目标和合理的步骤大小进行优化。我们的目标是,一个阶段应至少提供 10 个点的评估分数增长,以使实施具有足够的意义。
地点内的主要功能包括生产、居住和运输能力。这些能力使地点能够为当地居民提供支持,并与文明的其他部分进行互动。我们将开发功能流程图来模拟这些元素以及连接它们彼此和程序外部的流程。
我们对现有文明的部分评估分数约为 75 分,因此我们将尝试制定一个地点概念,该概念在第一阶段产生 85 分的总分。稍后,我们将调整和优化此概念。现在,我们只想从一个例子开始。后面的阶段将尝试在第三阶段将分数提高 10 分,达到 105 分。我们预计在如此早的阶段无法规划第三阶段之后的阶段,因为在如此遥远的未来实施涉及太多不确定性。
在我们实施第一阶段之前,我们必须开发出足够的技术来实现该阶段的预期程序目标。这包括进行概念和初步设计、开发新技术以及建造原型系统来演示性能。我们将把这个初步阶段称为第 0 阶段。假设此阶段显示出比当前基线有足够的进步,那么我们将继续进入下一阶段。
概念设计
初步设计
新技术
对于正在进行大量工作的技术,没有必要重复工作。因此,例如,电子学不是我们将投入大量精力的领域。它已经是拥有大量技术开发资金的主要产业。相反,我们将努力投入到特定于该计划且未获得足够关注的领域。首先要研究哪些技术的选择将取决于它们相对潜在影响、开发难度和所需时间等级的排名。
当一项新技术达到足够的改进水平时,它将从这项任务转移到原型制作。如果它表现得足够好,那么它将转移到后来的实施阶段之一。如果出现更多进步的可能性,则给定技术将返回到开发周期,并且投入的精力再次取决于与其他技术的排名。因此,第 0 阶段不会在第 1 阶段开始时结束,而是会持续下去,只要存在足够的改进可能性,就会定期向后面的地点和阶段提供新的改进。
原型缩放
建造较小的原型来尝试新技术并演示性能的成本较低,因此我们将建立一系列质量和线性比例,这些比例源自支持 75 人/年的“全尺寸”水平。并非所有东西都可以通过这种方式进行原型制作,但将在有效的地方使用。居住是一个明显的例子,在该例子中,所有维度的缩放是不可行的,尽管在面积上的缩放是可能的。由于成本增加,随着尺寸的增加,缩放步骤会变小。一致的缩放步骤有助于确保不同的项目在集成时能够协同工作。将为每项技术确定原型的初始尺寸和要使用的缩放步骤。有一个机会可以出售较小尺寸元素的副本,或者用它们进行初始生产和运营,作为为进一步增长创造收入的方式。
比例如下
- 1/10 比例 - 这是 10% 的线性,或 0.001 的质量和体积,或支持 0.075 人/年的容量。
- 1/5 比例 - 这是 20% 的线性,或 0.008 的质量和体积,或支持 0.60 人/年的容量。
- 1/3 比例 - 这是 1/3 的线性,或 0.037 的质量和体积,或支持 2.75 人/年的容量。
- 1/2 比例 - 这是 50% 的线性,或 0.125 的质量和体积,或支持约 9-10 人/年的容量。
- 3/4 比例 - 这是 75% 的线性,或 0.422 的质量和体积,或支持约 30 人/年的容量。
- 全尺寸 - 这是 100% 的线性,或 1.000 的质量和体积,或支持 75 人/年的容量。
以后的增长可能需要更大的原型,并且可能始终使用给定尺寸的多个副本以获得更大的容量。
缩放的一个例子是将 36 英寸 x 21 英尺的容量、30 马力电气商用锯木厂缩减到 0.5 马力电气(功率系数为 60),并将木材容量在每个轴上减少 2.5 英寸(木材体积比例为 15.625),总减少量为 937.5,大约是最小尺寸的 0.001 的质量和体积比例。用美国术语来说,木材容量是 15 英寸直径 x 8 英尺长或 12 英寸直径 x 12 英尺长。较小的电机适合较慢的生产速度,较小的尺寸适合家庭使用。可以使用杠杆作用,在每端分别用一个人来搬运 600 磅重的木材。
以下程序参数是通过从每个评估标准的 85% 分数(或比基线高 10%)反向计算得出的。它们是目标,实际值将在概念设计结束时找到。
- 1.2 程序规模:平均人口/地点 = 3000,总人口 = 150,000。地点数量 = 50。我们将假设一种反向尺寸分布,其中第 n 个最大地点的尺寸是最大地点的 1/n。对于 50 个地点,总计是最大地点的 4.5 倍。这来自齐夫定律,这是对城市规模的经验观察。这使得最小的地点为 660,最大的地点为 33,000。
- 2.1 地点数量:地点的实际数量为 50,得分 50%。我们通过将环境范围增加到 240 步来进行补偿,得分 120%。
- 2.2 增长:每年 11%,完成时间为 9 年,最小地点设计尺寸为 75 人。
- 2.3 改进技术:当地资源、成品、回收率、自动化和自主性的直接价值为 85%。
- 2.4 生活质量:等效 GDP(包括内部生产)= 156,000 美元
- 2.6 资源:寿命周期内的内部材料和能源为 10.5 倍,或 950% 的盈余。
- 4.1 总开发成本:地球上的单位成本为 11.7 倍,太空中的单位成本为 1.2 倍。这允许温带地区的人均开发成本为 890,000 美元,对于更困难的地点,每环境步骤复合增长 10%,对于相同环境的更大规模,复合增长 ln(尺寸)。
- 4.2 新地点成本:每人 = 76,000 美元(地球),太空 = 152,000 美元。
- 4.3 地球发射成本:包括太空资源因素在内,为 23 美元/公斤。名义分割为 150 美元/公斤的实际发射成本和 15% 的非太空资源因素。
- 5.1 技术风险:7.5% 的技术不确定性
- 6.1 新地点风险:允许新地点的伤亡风险为 38%
- 6.2 人口风险:人口风险降低 17%
- 7.1 生物圈安全:维护在自然范围之外的 178,000 个物种 x 地点
- 7.2 生存能力:对关键风险的补偿为 17%
时间表
我们假设一个名义时间表,该时间表会逐渐增加。假设一个用于原型制作的“第零”地点,我们允许第 0 阶段花费 6.5 年的时间来开发技术,然后第一个地球地点以 75 人的规模开始,并每年增长 75 人,直到达到 660 人。每年的人口增长率以 11% 的速度增长,因此当第一个地点的剩余空间足够大时,就会启动新地点,直到所有 50 个地点都建成,名义上大约 50 年。
假设技术开发继续进行 6.5 年以启动第 II 阶段,并继续进行 7 年以启动第 III 阶段,因此后面的地点将使用升级后的技术,而旧地点将被改造到改进的水平。原型工作的预算为 6600 万美元,导致约 36 人的居住能力。
现在定义后期阶段的细节还为时过早,除了设定 95% 和 105% 的评估分数。
[以下内容从第 4.1 节保存而来:]
目前,项目阶段的定义是每个阶段的评估分数目标提高 10 分。现有基线的早期估计表明分数为 20 分,因此第一阶段的目标分数为 30 分,第二阶段为 40 分,第三阶段为 50 分。一旦更好地理解设计方案,以及可行的性能,项目阶段的数量和间隔可能会在以后进行调整。
数值目标
第一阶段的目标是比现有基线提高 10 分。基线的估计分数为 20 分,因此该阶段的目标分数为 30 分。要达到此分数的具体项目参数取决于许多仍需决定的低级别选择,以及仍需验证的技术。我们知道,该阶段将涉及地球和近地空间的若干地点,以及一定程度的技术改进。
第二阶段的目标是项目分数进一步提高 10 分。这可能需要更多技术开发,并且由于自初步阶段以来的时间跨度,第一阶段要素可能需要进行一些重新设计和升级。
第三阶段目前的目标是项目分数为 50 分。由于它在时间和难度上更靠后,因此该阶段被视为一个更初步的概念,更多地用于指导早期阶段的方向。不可预见的新技术可能会影响如此遥远的未来的设计。此阶段之后的阶段(IV+)将保留给未来的设计工作。
[结束保存的内容]
此列表是暂定的,等待环境范围研究完成。
- 温带地球 - 我们的第一个环境是在当前文明的中等 90% 范围内。原因是首先在最容易进行工作,以及它将具有最广泛的直接应用的地方开发改进的技术,例如种子工厂和循环流。
- 非温带地球 - 这一组有一个或多个参数超出了温带范围,但没有达到困难级别。它们以超出范围最大的参数命名。许多组合都是可能的。
- - 炎热地点 - 这些地方的夏季白天最高温度超过 310K (37C)。加利福尼亚州的死亡谷通常被认为是地球上最热的地方,夏季平均日最高温度达到 47C,因此地球表面没有地方达到困难级别的 341K (68C),除了火山地区。南非的 TauTona 金矿,位于地下 4 公里处,岩石表面的温度为 60C,因此也没有达到困难级别。
- - 寒冷地点 - 这些地方的冬季夜间最低温度低于 260K (-13C)。南极洲的沃斯托克站被认为是地球上最冷的地方,冬季平均低温达到 201K (-72C)。这低于极端低温阈值的 208K (-65C),因此地球包括非温带、困难和极端寒冷地点。
- - 高水位地点 - 理论上,这些地方的年降雨量或其他淡水来源(例如河流流量)超过 2.5 米 (100 英寸)。由于最大供水量约为 10 米/年,因此地球上在温带范围之上约有 14 个等级,以 10% 的复合增长率增加。仅从降雨量来看,许多热带地区就落入了非温带范围,而一些靠近主要河流的地区则达到了最高值。
- - 低水位地点 - 理论上,这些地方的年降雨量或其他淡水来源/年低于 0.25 米 (10 英寸)。地球上最干燥的地方是智利的阿塔卡马沙漠,年降雨量低至 0.001 米/年,因此在干燥度方面,温带范围以下有 10 个等级,以 0.025 米/年的增量增加。撒哈拉沙漠的很大一部分都位于最低等级。
- 困难地球地点 - 这一组地点将一个或多个环境参数推向了温带范围的 10% 以上。根据我们的环境参数,我们可以开始识别此类地点,然后将多个参数可以同时解决的地点组合起来。所有范围都是基于当前人口中 5% 的上限和下限生活的。
- 极端地球地点 - 这一组包括尽可能多的地点,将环境参数推向实用性的极限。某些参数可能在达到限制值后就没有任何实际用途,即使存在超出限制值的条件。
- 近地空间 - 这些地方从约 200 公里高度的最低可用地球轨道开始,向上延伸至地球逃逸能量的 10% 以上。
- 遥远空间
图 5.1-1 是一个非常初步的图表,显示了通用位置的功能元素和流程。功能必须追溯到至少一个项目目标或要求,否则它们就是不必要的。这可以是直接引用来源,也可以是通过分析间接推导。对于此图中的元素,至少有一个来源,它们证明了其包含的合理性
- 整个图表 - 多个地点将构成整个项目,因此整个图表是更高级别图表中的一个元素。地点的需求来自 1.1 项目目标 - "...一系列新地点..."。
- 提供生产能力 - 来自 2.3 技术改进 - "...提高自产水平..."。
- 提供居住能力 - 来自 1.2 项目规模 - "...永久支持新地球地点总计至少 95,000 人,每个新空间地点至少 2,000 人。" 我们将一个特定地点生活的物质支持称为居住。
- 提供运输能力 - 间接来自 1.1 项目目标 "...扩展人类文明..."。新地点不会与现有文明或彼此隔绝,因此它们需要运送人员和物资进出,以及运送产品出行的能力。它更直接地来自 "...一系列新地点...",因为新地点的存在本身就需要运输来建立它们。
进出图表以及功能之间的流程可以包含任何类型的硬件、软件、数据或人员。以后的分析将确切地定义每个流程包含的内容,但它们必须遵循流程守恒的规则。这来自物质事实,即物品不会凭空出现或消失。因此,划分或组合流程必须在两侧总计相同,输入和输出到功能也是如此(尽管功能可能会转换流程的类型)。流程守恒确保了系统的所有输入和输出都得到考虑和解释。在这个初步图表中,我们只确定了一些主要的流程。
为了继续功能分析,我们将三个顶层功能分解为更低级别的元素。将功能划分为更详细的功能会在大型系统内部创建逻辑边界。然后,这将识别跨越内部边界的流程,并创建更简单的元素进行设计。低级别功能应具有内部一致性或相关性。由于划分是逻辑上的,而不是物理上的,因此可以以不同的方式进行,而且经常会这样做以开发替代设计。对系统性质的充分了解对于开发低级别功能非常有帮助,而低级别功能反过来可能需要专业知识。
作为开始,我们可以根据过去的经验创建一个低级别功能列表。它们很可能会相互强烈交互,在子功能之间存在许多流程,因此流程图可能过于复杂而无法使用。我们将考虑使用表格或电子表格。我们还将识别整体位置的输入和输出类别。一个地点与其环境在物理上是相连的,并且与其他地点以及整个文明交互,因此跨越地点逻辑边界的流程是分析的一部分。然后,输入和输出将在以后分配给更详细的功能。
- 能源
- 食物来源
- 水源
- 零件和材料供应
- 工具和机器供应
- 土地输入
- 人力输入
- 资金输入
- 信息输入
- 剩余能源
- 剩余食物
- 剩余水
- 剩余零件和材料
- 剩余工具和机器
- 剩余土地
- 剩余人员
- 资金输出
- 信息输出
- 废物输出
- 控制地点
- 供应电力
- 提取材料
- 加工材料
- 制造零件
- 存储库存
- 组装元件
- 种植有机物
- 抵御外部环境
- 控制内部环境
- 提供食物
- 维护健康
- 提供个人物品
- 提供信息
- 运送散装货物
- 运送精密货物
- 运送人员
[从第 4.1 节中提取的内容]
初始项目需求的制定是通过仔细研究项目目标和益处、通用系统工程经验以及自然和人为约束来完成的。我们将总体目标分解成更具体的陈述,并加入可衡量的参数。我们还考察了我们对设计方法的想法以及项目中包含的首批元素,以查看它们是否会产生任何需求。我们对最终结果的陈述进行了整合和规范,从而创建了首批顶层需求草案。一些数值是任意的,但我们需要设置一个起点,以便在设计不断演变的过程中进行调整。
- 1. 目标
- 1.1 项目目标 - 该项目将把人类文明扩展到一系列新的地点,这些地点的环境和距离将越来越困难。
- 1.2 项目规模 - 扩展将通过在新的地球地点永久支持至少 95,000 人,以及在每个新的太空地点永久支持至少 2,000 人来证明。
- 1.3 选择 - 特定地点及其内部组织、功能和运行将由项目参与者和地点居民在设计约束范围内选择。
- 2. 性能
- 2.1 地点数量 - 该设计应最大限度地增加新地点的数量,其中新的定义为环境参数或距离(以时间或能量指标衡量)至少增加 10%。
- 2.2 增长 - 每个地点应以渐进的方式提高生产、居住和运输能力。
- 2.3 改进技术 - 地点应以渐进的方式提高自产、循环流和自治水平。
- 2.4 改进生活质量 - 完成的地点应提供比地球文明前 10% 更好的物质和社会生活质量。
- 2.5 数据 - 该项目应收集和传播 [待定] 关于地球环境、周围空间以及其中物体的相关数据。
- 2.6 资源 - 该项目应输出至少 100% 内部材料和能源资源需求的生命周期盈余。
- 3. 时间表
- 3.1 完成时间 - 在技术进步表明需要重新设计之前,应完成扩展到新地点的任务。
- 4. 成本
- 4.1 总开发成本 - 新技术和硬件设计总项目开发成本应小于地球单位成本的 50 倍,以及硬件在太空的单位成本的 5 倍。
- 4.2 新地点成本 - 新地点的峰值净项目成本应小于预期长期净产出的 50%。
- 4.3 地球发射成本 - 该项目应逐步降低地球发射成本在系统总成本中的比例,目标为总系统质量的 0.08 美元/公斤。
- 5. 技术风险
- 5.1 风险容忍度 - 项目设计应包含知识、性能、故障率和其他技术参数中的不确定性和未知因素的容忍度。项目计划中可以包括风险更高的全新设计,但应包含解决风险的流程,并维护风险较低的替代设计,直至风险得到解决。
- 6. 安全
- 6.1 新地点风险 - 新地点应逐步降低内部生命财产风险,目标是比一般人群的风险显著降低。
- 6.2 人口风险 - 该项目应显著降低自然和人为风险,包括项目造成的外部风险,这对一般人群而言。
- 7. 可持续性
- 7.1 生物圈安全 - 该项目应通过建立替代生物圈和长期存储生物材料来提高生物圈安全。
- 7.2 生存能力 - 该项目应设计用于从地球发生的变化中长期生存,这些变化将导致地球无法居住以及关键资源枯竭。
- 8. 开放性
- 8.1 开放式设计 - 项目中开发的技术和设计方法应向其他人开放使用。特定设计实例和生产的项目可能属于专有财产。
- 8.2 访问 - 开发新地点不应妨碍对交通或未利用资源的合理访问。
设置如上所列的离散项目需求不太可能成为最佳值,而且也不利于在设计方案之间进行选择。为此,我们选择参数来衡量我们不断发展的设计,并将其引导到首选结果。我们通过再次仔细查看所有已完成的工作来确定这些参数,并选择在项目层面最重要的参数。选择之后,我们对其进行缩放和调整,使其相互之间的相对重要性发生变化,以便可以为每个设计选项或变体确定一个分数。我们最终的标准及其评分方式如下
标准 | 权重 (分数) | 评分公式(百分比) | 备注 |
---|---|---|---|
1.2 程序规模 (每个位置) | 3.0 | ln(每个地点的平均人口/100) x 25% | 人口是指增长后的地点最终设计规模 |
1.2 程序规模 (所有位置的总和) | 4.5 | ln(所有地点的总人口/5000) x 25% | 人口是指增长后的总设计规模 |
2.1 位置数量 (计数) | 3.75 | 实际地点数量 > 最小规模 @ 1% 每个 | 最小规模 = 最终规模 / 增长到最终规模的年数 |
2.1 位置数量 (范围) | 3.75 | 环境、时间和距离范围内的步骤 @ 0.5% 每个 | 10 个参数和步骤定义来自上述讨论 2.1 |
2.2 增长 (年增长率) | 5.0 | (所有地点的年 GDP 等效增长率 - 2.5%) x 10 | 内部生产按市场价格估值 |
2.3 改进的技术 (当地资源) | 1.0 | 来自项目地点的本地资源百分比 | 按公斤(质量)或焦耳(能量) |
2.3 改进技术(自产) | 1.0 | 来自项目地点的成品百分比 | 按经济价值 |
2.3 改进技术(循环流) | 1.0 | 地点物质流再利用百分比 | 包括推进剂,但不包括用于增长或销售的生产 |
2.3 改进技术(自动化) | 1.0 | 人类劳动小时减少百分比 | 相对于当前技术 |
2.3 改进技术(自主性) | 1.0 | 从地点内部所需的劳动力和控制百分比 | 基于必要的地点功能 |
2.4 生活质量(GDP) | 5.0 | (等效 GDP - 20,000 美元)/1600 | 包括内部生产和劳动的价值 |
2.6 资源(盈余) | 5.0 | ln(材料和能量输出/内部使用)/ln(2) x 25% | 在项目生命周期内。在 -100% 处裁剪 |
4.1 总开发成本(地球) | 14.0 - S | (平均单位成本/总开发成本) x 1000 | S = 14 x (太空/总计) 开发成本 |
4.1 总开发成本(太空) | S | (平均单位成本/总开发成本) x 100 | 见上文 S |
4.2 新地点成本(地球) | 14.0-S2 | [(ln(0.25x 美国人均资本/地点成本))/ln(2) x 25%] + 100% | 包括美国资本的土地价值。S2 见下文 |
4.2 新地点成本(太空) | S2 | [(ln(0.5 美国人均资本/地点成本))/ln(2) x 25%] + 100% | S2 = 14 x (太空人数/项目总人数 |
4.3 地球发射成本(美元/公斤) | 7.0 | log(1600 美元/(LEO 运输/总系统质量)) x 20% | 总质量包括本地空间资源 |
5.1 技术风险津贴(%) | 5.0 | (50% - 技术不确定性容忍度) x 2 | 包括性能和设计不确定性 |
6.1 新地点风险(相对) | 7.5 | [ln(0.25x 一般伤亡风险/地点风险)/ln(2) x 25%] + 100% | 伤亡风险包括生命和财产 |
6.2 人口风险(相对) | 7.5 | (一般人口风险降低百分比) x 5 | 来自自然和项目原因。不允许增加风险。 |
7.1 生物圈安全(物种-地点) | 5.0 | [(log(在自然范围之外维持的物种 x 地点数量)) - 1] x 20% | 体内或储存,人类是一种物种 |
7.2 生存能力(相对) | 5.0 | (关键风险补偿百分比) x 5 | 包括所有文明级别的风险 |
总计 | 100 | 将上述每行的部分分数加起来 x 权重 |